Mesin Fluida

i

LEMBAGA KAJIAN DAN PENGEMBANGAN PENDIDIKAN (LKPP)

LAPORAN MODUL PEMBELAJARAN BERBASIS SCL

Pengembangan Modul Pendukung Learning Strategy untuk Mata Kuliah Mesin Fluida pada Program Studi Teknik Sistem Permesinan Kapal Jurusan Perkapalan

Oleh BAHARUDDIN ST. MT NIP. 132 205 948 Dibiayai oleh Dana DIPA Universitas Hasanuddin Sesuai dengan Surat Perjanjian Pelaksanaan Pekerjaan Nomor: 469/H4.23/PM.05/2008 Tanggal 04 Februari 2008

JURUSAN PERKAPALAN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS HASANUDDIN FEBRUARI 2008

ii

LEMBAGA KAJIAN DAN PENGEMBANGAN PENDIDIKAN Lantai Dasar Gedung Perpustakaan Universitas Hasanuddin LAPORAN MODUL PEMBELAJARAN PROGRAM TRANSFORMASI DARI TEACHING KE LEARNING UNIVERSITAS HASANUDDIN Judul

: Pengembangan Modul Pendukung Learning Strategy untuk

Mata Kuliah Mesin Fluida pada Program Studi Teknik Sistem Permesinan Kapal Jurusan Perkapalan. Nama Lengkap

:

Baharuddin ST., MT

NIP

:

132 205 948

Pangkat/Golongan

:

Lektor / III C

Jurusan

:

Perkapalan

Fakultas/Universitas

:

Teknik/Hasanuddin

Jangka Waktu Kegiatan

:

1 (satu) Bulan Mulai 04 Januari 2008 s/d 04 Februari 2008

Biaya

:

Rp. 4.000.000,- (Empat Juta Rupiah) Dibiayai oleh Dana DIPA Universitas Hasanuddin Sesuai dengan Surat Perjanjian Pelaksanaan Pekerjaan Nomor: 469/H4.23/PM.05/2008 Tanggal 04 Februari 2008 Makassar 4 Februari 2008

Mengetahui Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin Dekan,

Pembuat Modul,

Prof. Dr.Ir.H.Muh.Saleh Pallu. MEng

Baharuddin ST., MT

Nip. 131 287 807

Nip. 132 205 948

iii

KATA PENGANTAR Bismillahirrahmanirrahim, Puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT sang pencipta, berkat ijin beliau penyusunan modul pembelajaran mata kuliah Mesin Fluida telah rampung kami selesaikan. Sebagai pengalaman pertama dalam membuat modul pembelajaran, kendala yang dihadapi menjadi tantangan tersendiri dan membuat kami semakin bersemangat untuk menyelesaikannya. Materi dalam modul ini merupakan kompilasi dari berbagai sumber yang kami rangkum, baik dari buku-buku referensi maupun dari buku-buku elektronik yang kami peroleh dari internet. Kami menyadari bahwa modul yang kami buat masih mempunyai kekurangan, oleh karena itu saran dan kritik membangun senantiasa kami harapkan untuk penyempurnaan pada pembuatan modul-modul pembelajaran berikutnya. Terima kasih kami haturkan kepada Universitas Hasanuddin, khususnya kepada LKPP sebagai penyelenggara kegiatan pelatihan “transformasi dari teaching learning centered ke student learning centered” yang sekaligus membiayai dalam pembuatan modul ini.

Wassalam

iv

PETA KEDUDUKAN MODUL Kedudukan mata kuliah Mesin Fluida dalam keseluruhan program pembelajaran di program studi Teknik Sistem Permesinan Kapal dapat dilihat pada gambar di bawah ini :

KURIKULUM PROGRAM STUDI TEKNIK SISTEM PERKAPALAN SEMESTER I

SEMESTER IV

SEMESTER V

111TY3 Teknologi Mekanik 3 SKS

121TY2 Elemen Mesin 2 SKS

236TY2 Ekonomi Teknik 2 SKS

242TY2 Statistik Teknik 2 SKS

357TY3 Perancangan Kapal 3 SKS

366TY2 Alat dan Perlengkapan Kapal 2 SKS

474TY3 Getaran Sistem Permesinan Kapal 3 SKS

114TY2 Ilmu Bahan 2 SKS

122TY3 Mekanika Teknik 3 SKS

235TY3 Mesin Fluida 3 SKS

244TY2 Analisa Numerik dan Pemrog. Komputer 2 SKS

352TY2 Sistem dan Instalasi Perpipaan 2 SKS

361TY3 Sistem Pengendalian 3 SKS

479TY2 CAD/CAM 2 SKS

481TY1 Seminar Tugas Merancang 1 SKS

102AM3 Kalkulus I 3 SKS

124TY2 Mekanika Fluida 2 SKS

231TY3 Matematika Teknik I 3 SKS

241TY3 Matematika Teknik II 3 SKS

354TY3 Pengaturan Udara & Sistem Pendingin 3 SKS

365TY3 Keandalan/Reliability 3 SKS

471TY3 Sistem Transmisi Permesinan 3 SKS

499UU4 Kuliah Kerja Nyata 4 SKS

102AF3 Fisika Dasar I 3 SKS

152AM3 Kalkulus II 3 SKS

233TY3 Thermodinamika 3 SKS

248TY3 Perpindahan Panas 3 SKS

351TY2 Propulsi Kapal II 2 SKS

363TY3 Perencanaan Permesinan Kapal I 3 SKS

475TY3 Perencanaan Permesinan Kapal II 3 SKS

483TY5 Skripsi 5 SKS

114TP2 Pengantar Teknologi Kelautan 2 SKS

152AF3 Fisika Dasar II 3 SKS

234TY3 Tahanan Kapal 3 SKS

245TY3 Propulsi Kapal I 3 SKS

355TY3 Permesinan Bantu 3 SKS

362TY2 Marine Safety 2 SKS

473TY2 Metodologi Penelitian 2 SKS

482TY1 Seminar 1 SKS

112TP2 Menggambar Teknik 2 SKS

123TY3 Teori Bangunan Kapal 3 SKS

232TY2 Konstruksi Kapal 2 SKS

246TY3 Permesinan Kapal I 3 SKS

353TY2 Sist. Inst. Listrik dan Elektronika Kapal 2 SKS

364TY3 Reparasi Permesinan Kapal 3 SKS

477TY3 Kerja Praktek 3 SKS

002UU2 Pendidikan Agama 2 SKS

001UU2 Pancasila 2 SKS

008UU2 Kewarganegaraan 2 SKS

243TY2 Sistem Pembangkit Kelistrikan 2 SKS

356TY3 Permesinan Kapal II 3 SKS

36XTY2 Pilihan I 2 SKS

47XTY2 Pilihan II 2 SKS

012UU2 Bahasa Indonesia 2 SKS

011UU2 Bahasa Inggris 2 SKS

XXXUU2 Sosial Budaya Bahari 2 SKS

247TY2 Pembangkit Daya/ Energi Alternatif 2 SKS

19 SKS

18 SKS

Pilihan I : 1. Riset Operasi Lanjut 2. Ketel Uap 3. Korosi

19 SKS

SEMESTER II

SEMESTER III

SEMESTER VI

SEMESTER VII

SEMESTER VIII

Pilihan II ; 1. Sistem Pengendalian 2. Pencemaran Laut 3. Kewirausahaan

20 SKS

20 SKS

20 SKS

19 SKS

11 SKS

v

Sedangkan peta kedudukan modul sebagaimana gambar di bawah ini;

vi

RINGKASAN Mata kuliah Mesin Fluida merupakan mata kuliah wajib yang disajikan pada semester III (tiga) di Program Studi Teknik Sistem Permesinan Kapal Jurusan Perkapalan Fakultas Teknik Unhas. Materi yang bahas dalam mata kuliah ini yakni berbagai jenis dan sistem mesin-mesin fluida seperti pompa, fan, blower, kompresor. Mata kuliah ini merupakan salah satu mata kuliah pendukung untuk mencapai kompetensi pembelajaran di Program Studi Teknik Sistem Perkapalan dimana disebutkan bahwa alumni program studi teknik sistem permesinan kapal akan ditujukan untuk menghasilkan tenaga profesional yang mampu dan terampil dalam merekayasa dan merancang sistem-sistem instalasi perpipaan di kapal dan bangunan kelautan lainnya yang ramah lingkungan, serta alumni yang berkemampuan merekayasa serta merancang sistem permesinan, kelistrikan dan perpipaan dalam pekerjaan teknik yang relevan. Modul pembelajaran Mesin Fluida terdiri atas 5 (lima) modul yakni; Modul I

:

Pengantar Mesin Fluida

Modul II

:

Karakteristik Sistem Pemompaan

Modul Iii

:

Prinsip Pompa dan sistem pemompaan

Modul IV

:

Fan Dan Blower

Modul V

:

Kompresor dan Sistem Udara Tekan

Dalam melaksanakan kegiatan pelayanan umum di atas kapal, peranan pompa, fan, blower dan kompresor sangat penting. Sebagai contoh, pompa sebagai salah satu pesawat bantu berfungsi sebagai sarana untuk memindahkan zat cair dari satu tempat ke tempat lainnya. Untuk melaksanakan fungsi itu masih diperlukan perangkat tambahan lainnya sehingga peran sebagai sarana pemindah zat cair dapat dilaksanakan dengan baik. Adapun perangkat tambahan yang dimaksud adalah sistem perpipaan sebagai sarana atau tempat mengalirnya cairan dari satu tempat ke tempat lainnya di atas kapal. Dalam melaksanakan fungsi transfer atau perpindahan zat cair/fluida, maka pompa harus mampu mengatasi sejumlah tahanan dari jaringan pipa hendak yang dilaluinya. Tahanan (head) ini terbagi menjadi head stasis dan head karena friksi. Sebagai patokan dalam merencanakan pompa, maka titik kinerja pompa ditentukan berdasarkan pertemuan antara kurva kinerja pompa dengan kurva sistem yang selanjutnya disebut dengan titik operasi pompa.

vii

Dalam beberapa kasus, efektifitas sebuah sistem perpipaan dan pemompaan dapat ditentukan oleh jenis pompa yang digunakan. Dalam modul ketiga ini akan dibahas berbagai jenis pompa yang paling sering digunakan.

Jenis pompa dapat

dibedakan berdasarkan cara kerja dan bagian-bagian yang menyusun pompa tersebut. Dalam pemilihan sebuah pompa, hal yang tak kalah penting adalah mekanisme penggerak pompa tersebut. Sistem penggerak pompa biasanya sudah terintegrasi dengan pompa itu sendiri, namun untuk pompa dengan kapasitas yang besar hal ini biasanya terpisah. Penggunaan fan blower di kapal sangat umum dan cukup luas pemakaiannya, mulai dari sistem pengkondisian udara pada ruangan penumpang dan akomodasi, sampai untuk mensuplai kebutuhan udara di kamar mesin. Fungsi penyediaan udara bersih ini disuplai oleh alat yang dinamakan fan dan blower. Penentuan daya dan pemilihan jenis fan dan blower sangat ditentukan oleh karakteristik yang dikehendaki pada ruangan tersebut. Tingkat kerumitan instalasi juga ditentukan oleh jenis kapal dan tata letak ruangan yang hendak disuplai udaranya, terutama pada jenis kapal yang membutuhkan volume udara dan ruangan yang cukup banyak seperti pada kapal penumpang. Penyediaan udara kering pada kamar mesin untuk melangsungkan operasi mesin sangat dibutuhkan keberadaan fan blower. Penggunaan kompresor untuk pelayanan udara bertekanan tinggi di kapal sangat penting mengingat diantara berbagai jenis mesin fluida yang ada, kompresor memiliki tekanan kerja yang tertinggi dibanding dengan jenis-jenis mesin fluida bertekanan lainnya. Kebutuhan udara bertekanan tinggi di atas kapal pada umumnya untuk pelayanan sistem penyalaan mesin, sistem bejana tekan, pada pompa hydrophone, dan untuk keperluan bersih-bersih di kamar mesin. Kompresor yang digunakan bisa dari jenis portable maupun jenis mesin penggerak kompresor yang di power share dengan mesin induk.

Pada salah satu cabang kompresor biasanya dihubungkan ke sistem

manifold air laut di kapal untuk membersihkan sisa kotoran dari air laut selama pelayanan sistem pendinginan mesin di kapal.

viii

DAFTAR ISI halaman Halaman Judul

i

Halaman Pengesahan

ii

Kata Pengantar

iii

Peta Kedudukan Modul

iv

Ringkasan

vi

Daftar Isi

viii Modul I

:

Pengantar Mesin Fluida

I-1/9

Modul II

:

Dasar-Dasar Mesin Fluida

II-1/9

Modul III

:

Jenis-Jenis dan Cara Kerja Pompa

III-1/11

Modul IV

:

Fan dan Blower

IV-1/18

Modul V

:

Kompresor dan Sistem Udara Tekan

V-1/20

Lampiran : Rancangan Pembelajaran Berbasis SCL

ix

MODUL I

I-1

MODUL I PENGANTAR MESIN FLUIDA

MINGGU KE : 1

MODUL I

I-2

BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Dalam melaksanakan transfer atau perpindahan semua jenis zat cair yang terdapat di atas kapal, apakah bahan bakar, air tawar, air laut dan minyak pelumas fungsi dari pompa dan sistem pendukungnya sangat mempunyai peranan penting. Untuk memindahkan sejumlah bahan bakar dengan jumlah yang sangat besar tidaklah mudah. Salah satu ciri aktivitas di atas kapal adalah setiap pekerjaan hendaknya dilakukan seefektif mungkin sehingga penggunaan waktu yang tepat selalu diperhitungkan. Dapat kita bayangkan jika memindahkan sejumlah bahan bakar, air tawar dan minyak pelumas dikerjakan secara manual atau dengan kata lain menggunakan tenaga manusia, ini tentunya memerlukan waktu yang lama sehingga efektivitas yang telah dicanangkan tidak akan tercapai. B. Ruang Lingkup Isi Modul ini merupakan pengantar mesin fluida dimana di dalamnya membahas tentang teori dasar mesin-mesin fluida, perhitungan energi, serta hal-hal apa saya yang perlu dipertimbangkan dalam penyeleksian mesin – mesin fluida. C. Kaitan Modul Untuk memberikan kemudahan dalam mencapai tujuan-tujuan tersebut, pada masing-masing butir bagian akan selalu dijumpai uraian materi, rangkuman dan bahan latihan. D. Sasaran Pembelajaran Modul Setelah mempelajari modul ini mahasiswa dapat memahami dasar-dasar serta prinsip kerja mesin fluida.

MODUL I

I-3

BAB II PENGANTAR MESIN FLUIDA 2.1 PENDAHULUAN Prinsip utama dan mendasar dengan digunakannya pompa dan sistem perpipaannya di atas kapal dalam hal memindahkan sejumlah zat cair memberikan keuntungan

yang

besar

dalam

hal

pemanfaatan

tenaga manusia. Dengan

demikian perlakuan terhadap unit pesawat bantu tersebut sangatlah diperlukan. Hal-hal yang diperlukan adalah sikap setiap awak kapal bagian mesin untuk melaksanakan perawatan dan perbaikan sesuai standar yang telah ditetapkan. Dengan memperhatikan ketentuan tersebut maka usia pakai dari pompa dan sistem perpipaannya dapat diperpanjang. 2.2 PRINSIP DASAR MESIN FLUIDA Prinsip utama dan mendasar dengan digunakannya pompa dan sistem perpipaannya di atas kapal dalam hal memindahkan sejumlah zat cair memberikan keuntungan yang besar dalam hal pemanfaatan tenaga manusia. Dengan demikian perlakuan terhadap unit pesawat bantu tersebut sangatlah diperlukan. Hal-hal yang diperlukan adalah sikap setiap awak kapal bagian mesin untuk melaksanakan perawatan dan perbaikan sesuai standar yang telah ditetapkan. Dengan memperhatikan ketentuan tersebut maka usia pakai dari pompa dan sistem perpipaannya dapat diperpanjang. Sebelum menjelaskan tentang instalasi serta kelengkapan mesin fluida terlebih dahulu akan dijelaskan hal-hal atau bagian yang ada hubungannya dengan persoalan tersebut 1. Mesin Fluida Mesin fluida yang sering juga disebut mesin hidrolika adalah mesin yang dibuat atau direncanakan untuk tujuan memindahkan energi baik dari fluida maupun ke fluida. Apabila energi mekanik dari luar dipindahkan ke suatu fluida dimana fluida adalah cairan, maka alat itu disebut pompa, sedang apabila fluida itu merupakan gas maka alat itu disebut kompresor.

MODUL I

I-4

Bila energi fluida atau energi dimasukkan ke dalam suatu fluida, macam-macam gas ataupun diambilkan dari cairan dan dipindahkan oleh mesin dalam bentuk energi mekanik, maka mesin itu adalah mesin hidrolika maupun turbin (turbin gas ataupun turbin cairan). 2. Perhitungan Energi Akibat dari gerak fluida maka dapat menimbulkan atau menghasilkan terutama energi mekanik yaitu sebagai akibat dari kecepatan fluida (energi kinetis) dan dari tekanannya (energi potensial dari tekanan) dan elevasi (energi potensial dari elevasi). Dalam mekanik fluida terutama bila memperhatikan sifat-sifat fluida dengan mengabaikan compressibility, maka akan didapatkan energi spesifik atau energi persatuan berat fluida (E), sebagai berikut:

v2 p E= + +E 2.g γ

(1)

dimana, 1 v = ∫ u.dA = merupakan kecepatan rata-rata pada luas penampang A pada a ( A)

aliran melalui penampang dengan kecepatan distribusi tidak terbagi merata U A dA

= distribusi kecepatan (velocity distribution) = luas penampang pipa = bagian luas yang diambil sejarak r dari pusat pipa

2.3 PEMILIHAN DAN PERENCANAAN MESIN FLUIDA

Pemilihan suatu pompa untuk suatu maksud tertentu, terlebih dahulu harus diketahui kapasitas aliran serta head yang diperlukan untuk mengalirkan zat cair yang akan dipompa. Agar pompa dapat bekerja dengan baik tanpa mengalami kavitasi, perlu direncanakan besarnya tekanan minimum yang tersedia pada inlet pompa yang terpasang pada instalasinya. Dengan dasar tersebut maka putaran pompa dapat ditentukan. Kapasitas aliran, head, dan putaran pompa dapat diketahui seperti diatas. Tetapi apabila perubahan kondisi operasi sangat besar (khususnya perubahan kapasitas dan head) maka putaran dan ukuran pompa yang akan dipilih harus ditentukan dengan memperhitungkan hal tersebut. Hal-hal yang harus diperhatikan dalam pemilihan pompa dapat dilihat pada tabel berikut ini :

MODUL I

I-5

Tabel 1. Data yang Diperlukan untuk Pemilihan Pompa Data yang Keterangan No. Diperlukan 1. Kapasitas Diperlukan juga keterangan mengenai kapasitas maksimum dan minimum 2. Kondisi Isap Tinggi isap dari permukaan air isap ke level pompa. (suction) Tinggi fluktuasi permukaan air isap. Tekanan yang bekerja pada permukaan air isap. Kondisi pipa isap. 3. Kondisi Keluar Tinggi permukaan air keluar ke level pompa. Tinggi (discharge) fluktuasi permukaan air keluar. Besarnya tekanan pada permukaan air keluar. Kondisi pipa keluar. 4. Head total pompa Harus ditentukan berdasarkan kondisi-kondisi di atas 5. Jenis zat cair Air tawar, air laut, minyak, zat cair khusus (zat kimia), temperatur, berat jenis, viskositas, kandungan zat padat. 6. Jumlah pompa 7. Kondisi kerja Kerja terus-menerus, terputus-putus, jumlah jam kerja seluruhnya dalam setahun 8. Penggerak Motor listrik, motor bakar torak, turbin uap. 9. Poros tegak atau Hal ini kadang ditentukan oleh pabrik pompa yang mendatar bersangkutan berdasarkan instalasinya. 10. Tempat instalasi Pembatasan pada ruang instalasi, ketinggian di atas permukaan air, di luar atau di dalam gedung, fluktuasi suhu. Sumber : Pompa dan kompresor; pemilihan, pemakaian dan pemeliharaan.

Jika laju aliran keseluruhan telah ditentukan maka kapasitas pompa dapat dihitung dengan membagi laju aliran total tersebut dengan jumlah pompa yang akan digunakan.

Dalam

penentuan

jumlah

pompa

yang

akan

digunakan,

harus

memperhatikan beberapa hal antara lain : 1. Pertimbangan ekonomis; Pertimbangan ini menyangkut masalah biaya, baik biaya investasi awal pembangunan instalasi (Capitol cost) maupun biaya operasional dan perawatan (maintenance). - Biaya awal instalasi; umumnya untuk laju aliran total yang sama, biaya keseluruhan untuk pembangunan fasilitas mekanis kurang lebih tetap sama meskipun menggunakan jumlah pompa yang berbeda. Atau dengan kata lain jumlah biaya untuk fasilitas mekanis kurang lebih proporsional terhadap laju aliran asalkan head, NPSH tersedia, model dan jenis pompa tetap sama. Tetapi jika jumlah pompa yang digunakan sedemikian rupa hingga memungkinkan

MODUL I

I-6

dipakainya pompa standar yang murah, maka biaya keseluruhan untuk fasilitas mekanis kadang-kadang dapat lebih rendah. - Biaya operasional dan perawatan; komponen biaya terbesar adalah untuk daya listrik. Tapi biaya ini dapat ditekan dengan beberapa cara : a. Apabila kebutuhan berubah-ubah, maka beberapa pompa dengan kapasitas sama yaitu sebesar atau hampir sebesar konsumsi minimum harus dipakai. Atau dapat juga menggunakan pompa dengan kapasitas berbeda. b. Jika kapasitas pompa menjadi besar, efisiensi pompa juga menjadi lebih tinggi, sehingga penggunaan daya menjadi lebih ekonomis. Agar biaya operasional dan perawatan dapat ditekan, jumlah pompa yang digunakan tidak boleh terlalu banyak. Selain itu sedapat mungkin pompa yang dipakai sama agar dalam hal suku cadangnya dapat saling dipertukarkan. Hal ini mempermudah dalam perawatan. 2. Batas Kapasitas Pompa; batas atas kapasitas suatu pompa tergantung beberapa hal : -

berat dan ukuran terbesar yang dapat diangkut dari pabrik ke tempat pemasangan.

-

Lokasi pemasangan pompa dan cara pengangkatannya.

-

Jenis penggerak dan cara mentransmisikan daya dari penggerak ke pompa.

-

Pembatasan pada besarnya mesin perkakas yang digunakan untuk pengerjaan bagian-bagian pompa.

-

Pembatasan pada performansi pompa (seperti kavitasi, dll).

3. Pembagian Resiko; penggunaan hanya satu pompa untuk melayani laju aliran keseluruhan dalam suatu instalasi yang penting adalah besarnya resiko. Instalasi tidak akan berfungsi jika satu-satunya pompa yang ada rusak. Jadi untuk mengurangi resiko, perlu dipakai 2 pompa atau lebih, tergantung pentingnya suatu instalasi. Selain itu, untuk meningkatkan keandalan instalasi, perlu disediakan sedikitnya satu pompa cadangan, tergantung pada kondisi kerja dan pentingnya instalasi.

MODUL I

I-7

BAB III PENUTUP

3.1. RANGKUMAN

a. Mesin fluida yang sering juga disebut mesin hidrolika adalah mesin yang dibuat atau direncanakan untuk tujuan memindahkan energi baik dari fluida maupun ke fluida. b. Akibat dari gerak fluida maka dapat menimbulkan atau menghasilkan terutama energi mekanik yaitu sebagai akibat dari kecepatan fluida (energi kinetis) dan dari tekanannya (energi potensial dari tekanan) dan elevasi (energi potensial dari elevasi). ] c. Pemilihan suatu pompa untuk suatu maksud tertentu, terlebih dahulu harus diketahui kapasitas aliran serta head yang diperlukan untuk mengalirkan zat cair yang akan dipompa. d. Agar pompa dapat bekerja dengan baik tanpa mengalami kavitasi, perlu direncanakan besarnya tekanan minimum yang tersedia pada inlet pompa yang terpasang pada instalasinya.

3.2. MODEL DAN PROSES PEMBELAJARAN SCL 3.2.1

Modul Pegangan Dosen

a) Kegiatan Dosen -

Mempersiapkan materi dan rencana pembelajaran yang akan diberikan kepada mahasiswa.

-

Menjelaskan rumusan kompetensi mata kuliah.

-

Menjelaskan rancangan pembelajaran berbasis KBK.

-

Menjelaskan evaluasi kompetensi akhir sesi pembelajaran.

-

Menjelaskan materi dalam Modul I

-

Mengevaluasi hasil pembelajaran

MODUL I

I-8

b) Jadwal Kegiatan Minggu I

Topik Bahasan Kontrak pembelajaran Pengantar Mesin Fluida

Metode SCL Kuliah Interaktif,

Dosen Baharuddin ST. MT

c) Strategi Pembelajaran Materi

kuliah

ini

menggunakan

metode

Kuliah

interaktif

untuk

memperkenalkan/ menguraikan tentang peranan mesin fluida sebagai komponen pendukung sistem dalam kapal. d) Daftar Nama Nara Sumber No 1 2 3.2.2

Nama Dosen / Asisten Baharuddin ST. MT Syerly Klara, ST. MT

Kepakaran

Telepon

HP

Tutor Tutor

490310 554611

6125395 081355823265

Modul Pegangan Mahasiswa

a) Kegiatan Mahasiswa -

Mahasiswa mengikuti kuliah pengantar dari dosen

-

Masing-masing mahasiswa mencatat/mencermati uraian materi yang diberikan.

-

Melakukan aktifitas pembelajaran mandiri dari sumber-sumber belajar (Bahan

Ajar,

Jurnal,

referensi,

dan

lain-lain),

baik

yang sudah

disiapkan oleh dosen maupun dari perpustakaan. -

Mahasiswa harus mengikuti tes tulis

-

Menjawab pertanyaan yang telah disiapkan oleh dosen untuk memperoleh prosentase nilai dari kompetensi ini.

-

Masing-masing mahasiswa menyerahkan lembar jawaban dari tes tulis yang telah dilakukan.

b) Jadwal Kegiatan Minggu kesatu

Topik Bahasan Kontrak pembelajaran Pengantar Mesin Fluida

Metode SCL Kuliah Interaktif, Pre test

Dosen Baharudin ST. MT

MODUL I

I-9

c) Lembar Kerja Mahasiswa 1. Jelaskan pengertian mesin fluida? 2. Jelaskan mekanisme kerja/prinsip kerja mesin fluida? 3. Jelaskan hal-hal apa saja yang perlu dipertimbangkan dalam pemilihan suatu pompa! 4. Jelaskan fenomena kavitasi dalam instalasi perpipaan!

3.2.3

Modul Assessment SCL Form Penilaian Pertemuan/Minggu kesatu Nama Pertanyaan No Stambuk Mahasiswa 1 2 3 4 Result (25%) (25%) (25%) (25%) (100%) 1 2 3 4 5 6

DAFTAR PUSTAKA

1. Dietzel, F. Sriyono D, “Turbin Pompa dan Kompresor”, Erlangga, Jakarta. 2. Govinda Rao, “Fluid Flow Machine” 3. Wiranto Aismunandar, “Pompa dan Kompresor” 4. Vasandani, “Hydraulics Machines: Theory & Design” 5. Cahyo Hardo Priyoasmoro, “Cara Mengkaji Piping dan Instrument Diagram”, UNEP 2006 6. Larry Bachus and Angel Custidio, “Know and Understand Centrifugal Pump”, Elsevier. 7. Vals L. Lubanov, “Centrifugal Pump and Application”, Butterworth. 8. Karasik, I.J., “Centrigugal Pumps, Selection, Maintenance and Application”, New York: Mc.Graw-Hil 9. Church A., “Centrifugal and Axial Flow Pumps”, New York: Mc.Graw-Hill. 10. Steffanof., “Centrifugal and Axial Flow Pumps”. New York: Mc.Graw-Hill.

MODUL II

II - 1

MODUL II KARAKTERISTIK SISTEM PEMOMPAAN

MINGGU KE - 2

MODUL II

II - 2

BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Dalam melaksanakan fungsi transfer atau perpindahan zat cair/fluida, maka pompa harus mampu mengatasi sejumlah tahanan dari jaringan pipa hendak yang dilaluinya. Tahanan (head) ini terbagi menjadi head stasis dan head karena friksi. Sebagai patokan dalam merencanakan pompa, maka titik kinerja pompa ditentukan berdasarkan pertemuan antara kurva kinerja pompa dengan kurva sistem yang selanjutnya disebut dengan titik operasi pompa. B. Ruang Lingkup Isi Modul ini membahas pengetahuan head dan cara menentukan titik operasi pompa. Demikian pula dipaparkan bagaimana menilai kinerja dari sebuah pompa, titik operasi pompa serta penentuan NPSH. C. Kaitan Modul Setelah mempelajari modul ini, mahasiswa diharapkan mengetahui jenis-jenis head pada sistem, dan mampu menjelaskan bagaimana menentukan titik operasi pompa. Dalam memberikan kemudahan dalam pencapaian tujuan pembelajaran maka pada bagian akhir modul ini akan dijumpai rangkuman dan bahan latihan. D. Sasaran Pembelajaran Modul Setelah mempelajari modul ini mahasiswa memiliki kemampuan untuk menjelaskan pengertian head, jenis-jenis head, mampu menentukan titik operasi pompa serta menilai kinerja hisapan pompa.

MODUL II

II - 3

BAB II KARAKTRISTIK SISTEM PEMOMPAAN 2.1 TAHANAN SISTEM (HEAD) Tekanan diperlukan untuk memompa cairan melewati sistem pada laju tertentu, tekanan ini harus cukup tinggi untuk mengatasi tahanan sistem, tahanan sistem ini juga disebut dengan “head”.

Head total merupakan jumlah dari head statik dan head

gesekan/friksi. a) Head statik Head statik merupakan perbedaan tinggi antara sumber dan tujuan dari cairan yang dipompakan (lihat Gambar 2a). Head statik merupakan aliran yang independen (lihat Gambar 2b). Head statik pada tekanan tertentu tergantung pada berat cairan dan dapat dihitung dengan persamaan berikut: Tekanan (psi) X 2,31 Head (dalam feet) = Specific gravity Head statik terdiri dari: • Head hisapan statis (hS): dihasilkan dari pengangkatan cairan relatif terhadap garis pusat pompa. hS nilainya positif jika ketinggian cairan di atas garis pusat pompa, dan negatif jika ketinggian cairan berada di bawah garis pusat pompa (juga disebut “ pengangkat hisapan” ) •

Head pembuangan statis (hd): jarak vertikal antara garis pusat pompa dan permukaan cairan dalam tangki tujuan.

MODUL II

II - 4

Gambar 2a. Head Statik

Gambar 2b. Head Statik Versus Aliran

b) Head gesekan/ friksi (hf) Ini merupakan kehilangan yang diperlukan untuk mengatasi tahanan untuk mengalir dalam pipa dan sambungan-sambungan. Head ini tergantung pada ukuran, kondisi dan jenis pipa, jumlah dan jenis sambungan, debit aliran, dan sifat dari cairan.

Head gesekan/ friksi sebanding dengan kuadrat debit aliran seperti

diperlihatkan dalam gambar 3. Loop tertutup sistem sirkulasi hanya menampilkan head gesekan/ friksi (bukan head statik).

Gambar 3. Head Gesekan/Friksi versus Aliran Dalam hampir kebanyakan kasus, head total sistem merupakan gabungan antara head statik dan head gesekan seperti diperlihatkan dalam gambar 4a dan 4b.

MODUL II

II - 5

Gambar 4a. Sistem dengan Head Statik Gambar 4b. Sistem dengan Head Rendah Statik Tinggi

2.2 KURVA KINERJA POMPA Head dan debit aliran menentukan kinerja sebuah pompa yang secara grafis ditunjukkan dalam Gambar 5 sebagai kurva kinerja atau kurva karakteristik pompa. Gambar memperlihatkan kurva pompa sentrifugal dimana head secara perlahan turun dengan meningkatnya aliran. Dengan meningkatnya tahanan sistem, head juga akan naik. Hal ini pada gilirannya akan menyebabkan debit aliran berkurang dan akhirnya mencapai nol. Debit aliran nol hanya dapat diterima untuk jangka pendek tanpa menyebabkan pompa terbakar.

Gambar 5. Kurva Kinerja Sebuah Pompa

MODUL II

II - 6

2.3 TITIK OPERASI POMPA Debit aliran pada head tertentu disebut titik tugas. Kurva kinerja pompa terbuat dari banyak titik-titik tugas. Titik operasi pompa ditentukan oleh perpotongan kurva sistem dengan kurva pompa sebagaimana ditunjukkan dalam Gambar 6.

Gambar 6. Titik Operasi Pompa (US DOE, 2001) 2.4 KINERJA HISAPAN POMPA (NPSH) Kavitasi atau penguapan adalah pembentukan gelembung di bagian dalam pompa. Hal ini dapat terjadi manakala tekanan statik fluida setempat menjadi lebih rendah dari tekanan uap cairan (pada suhu sebenarnya). Kemungkinan penyebabnya adalah jika fluida semakin cepat dalam kran pengendali atau di sekitar impeler pompa. Penguapan itu sendiri tidak menyebabkan kerusakan. Walau demikian, bila kecepatan berkurang dan tekanan bertambah, uap akan menguap dan jatuh. Hal ini memiliki tiga pengaruh yang tidak dikehendaki: •

Erosi permukaan baling-baling, terutama jika memompa cairan berbasis air.

•

Meningkatnya kebisingan dan getaran, mengakibatkan umur sil dan bearing menjadi lebih pendek

•

Menyumbat sebagian lintasan impeler, yang menurunkan kinerja pompa dan dalam kasus yang ekstrim dapat menyebabkan kehilangan head total. Head Hisapan Positif Netto Tersedia / Net Positive Suction Head Available

(NPSHA) menandakan jumlah hisapan pompa yang melebihi tekanan uap cairan, dan merupakan karakteristik rancangan sistem. NPSH yang diperlukan (NPSHR) adalah hisapan pompa yang diperlukan untuk menghindari kavitasi, dan merupakan karakteristik rancangan pompa.

MODUL II

II - 7

BAB III PENUTUP 3.1. RANGKUMAN a) Head statik merupakan perbedaan tinggi antara sumber dan tujuan dari cairan yang dipompakan dan aliran yang independen. b) Head friksi ini merupakan kehilangan yang diperlukan untuk mengatasi tahanan untuk mengalir dalam pipa dan sambungan-sambungan. Head ini tergantung pada ukuran, kondisi dan jenis pipa, jumlah dan jenis sambungan, debit aliran, dan sifat dari cairan. c) Titik operasi pompa ditentukan oleh perpotongan kurva sistem dengan kurva pompa. d) Kavitasi atau penguapan adalah pembentukan gelembung di bagian dalam pompa. Hal ini dapat terjadi manakala tekanan statik fluida setempat menjadi lebih rendah dari tekanan uap cairan (pada suhu sebenarnya). 3.2. MODEL DAN PROSES PEMBELAJARAN SCL 3.2.1


a) Kegiatan Dosen -

Mempersiapkan materi dan rencana pembelajaran yang akan diberikan kepada mahasiswa pada minggu kedua.

-

Mengulangi rumusan kemampuan akhir yang diharapkan pada pertemuan kedua.

-

Melakukan umpan balik kepada mahasiswa mengenai materi pada pembelajaran minggu kesatu.

-

Menjelaskan materi pembelajaran pada pertemuan/minggu kedua.

-

Memberi

kesempatan

kepada

mahasiswa

untuk

menanggapi/

mempertanyakan bagian materi pembelajaran yang kurang jelas. -

Mengevaluasi hasil pembelajaran minggu kedua, dengan mengajukan pertanyaan dan jawaban langsung dari mahasiswa.

MODUL II

II - 8

b) Jadwal Kegiatan Minggu Ke 2

Topik Bahasan Karakteristik sistem pemompaan

Metode SCL Kuliah Interaktif


c) Strategi Pembelajaran Strategi pembelajaran dengan menggunakan metode kuliah interaktif untuk memperkenalkan/ menguraikan berbagai istilah yang digunakan dalam memahami karakteristik sistem pemompaan. d) Daftar Nama Nara Sumber No 1 2

3.2.2


Kepakaran

Telepon

HP

Tutor Tutor

490310 554611

6125395 081355823265



Mahasiswa mengikuti penjelasan kuliah dari dosen.

-


-

Melakukan aktifitas pembelajaran mandiri dari sumber-sumber belajar (Bahan

Ajar,

jurnal,

referensi,

dan

lain-lain),

baik

yang sudah

disiapkan oleh dosen maupun dari perpustakaan. -

Menjawab pertanyaan yang telah disiapkan oleh dosen untuk memperoleh nilai prosentase nilai dari kompetensi ini.

-

Masing-masing mahasiswa menyerahkan lembar jawaban dari tes tulis yang telah dilakukan.

b) Jadwal Kegiatan Minggu Kedua

Topik Bahasan Karakteristik sistem pemompaan



Ruang Kuliah HL 104

MODUL II

II - 9

c) Lembar Kerja Mahasiswa 1. Jelaskan pengertian head statik dan gesekan/friksi?. 2. Gambar dan jelaskan kurva kinerja pompa?. 3. Jelaskan bagaimana menentukan titik operasi pompa?. 4. Jelaskan pengertian hisapan pompa (NPSH)?.

3.2.3

Modul Assessment SCL Form Penilaian Pertemuan/Minggu kedua Nama Pertanyaan No Stambuk Mahasiswa 1 2 3 4 Result (25%) (25%) (25%) (25%) (100%) 1 2 3 4 5 6

DAFTAR PUSTAKA


MODUL III

MODUL III PRINSIP POMPA DAN SISTEM PEMOMPAAN MINGGU KE: 3 - 4 - 5 dan 6

III - 1

MODUL III

III - 2

BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Dalam beberapa kasus, efektifitas sebuah sistem perpipaan dan pemompaan dapat ditentukan oleh jenis pompa yang digunakan. Dalam modul ketiga ini akan dibahas berbagai jenis pompa yang paling sering digunakan.

Jenis pompa dapat

dibedakan berdasarkan cara kerja dan bagian-bagian yang menyusun pompa tersebut. Dalam pemilihan sebuah pompa, hal yang tak kalah penting adalah mekanisme penggerak pompa tersebut. Sistem penggerak pompa biasanya sudah terintegrasi dengan pompa itu sendiri, namun untuk pompa dengan kapasitas yang besar hal ini biasanya terpisah. B. Ruang Lingkup Isi Modul ini akan membahas pengetahuan tentang pembagian jenis-jenis pompa berdasarkan prinsip operasinya, kemudian dilanjutkan dengan pembahasan bagianbagian dari masing-masing jenis pompa tersebut. Modul ketiga ini diperuntukkan untuk pertemuan pada minggu ketiga, keempat dan kelima. Minggu ketiga dan keempat masih diisi dengan metode kuliah interaktif, sedangkan pada minggu kelima dengan metode small group discussion. Topik materi yang akan didiskusikan ditampilkan pada bagian akhir modul. C. Kaitan Modul Diharapkan setelah mempelajari modul ini, mahasiswa akan dapat mengetahui berbagai jenis-jenis pompa berdasarkan prinsip kerjanya, serta dapat menjelaskan bagian-bagian pompa dan fungsi masing-masing bagian pompa. Seperti pada modul sebelumnya, maka pada modul ketiga ini juga dijumpai latihan dan lembar kerja untuk mahasiswa. D. Sasaran Pembelajaran Modul Setelah mempelajari modul ini mahasiswa memiliki kemampuan untuk menjelaskan jenis-jenis pompa dan mengenal bagian-bagiannya.

MODUL III

III - 3

BAB II PRINSIP POMPA DAN SISTEM PEMOMPAAN 2.1 PENGERTIAN POMPA Pompa adalah suatu alat yang fungsi untuk memindahkan zat cair dari low pressure zone ke high pressure zone.

Gambar 1. Keseimbangan Tekanan Fluida

Gambar 2. Pompa dan Keseimbangan Tekanan Fluida Tanpa pompa dalam sistem ini, fluida akan bergerak ke arah berlawanan karena adanya perbedaan tekanan. Pompa juga digunakan untuk memindahkan dari tempat rendah ke tempat yang lebih tinggi, dan juga untuk memindahkan dari satu tempat ke tempat lainnya. Pompa juga digunakan untuk menambah kecepatan aliran fluida dalam pipa.

MODUL III

III - 4

2.2 JENIS-JENIS POMPA Pompa dapat dijumpai dalam berbagai ukuran untuk penggunaan yang luas. Pompa-pompa dapat digolongkan menurut prinsip operasi dasarnya seperti pompa dinamik atau pompa pemindahan positif (Gambar 3).

Gambar 3. Berbagai Jenis Pompa Pada prinsipnya, cairan apapun dapat ditangani oleh berbagai rancangan pompa. Jika berbagai rancangan pompa digunakan, pompa sentrifugal biasanya yang paling ekonomis diikuti oleh pompa rotary dan reciprocating. Walaupun, pompa perpindahan positif biasanya lebih efisien daripada pompa sentrifugal, namun keuntungan efisiensi yang lebih tinggi cenderung diimbangi dengan meningkatnya biaya perawatan. Berdasarkan jenis maka pompa dapat dibagi atas: (a). Pompa yang bergerak bolak-balik disebut juga dengan pompa torak dan plunyer. (b). Pompa yang bergerak berputar disebut juga pompa sentrifugal dan pompa ulir.

2.3 CARA KERJA BERBAGAI JENIS POMPA (1). Pompa Torak Berdasarkan langka toraknya, maka pompa torak dibagi atas 2 bagian, yaitu : a. Pompa torak kerja tunggal. b. Pompa torak kerja ganda. Adapun cara kerja pompa torak kerja tunggal adalah sebagai berikut, bila plunyer naik (1) maka ruang di bawah plunger bertambah besar, sehingga tekanan menjadi

MODUL III

III - 5

turun (vakum). Akibat dari hal tersebut air akan terhisap masuk ke dalam silinder melalui katup isap (5). Bilamana plunyer bergerak turun, air akan tertekan melalui katup tekan (6) dan keluar melalui pipa (10). Pompa plunyer merupakan sebuah pompa kerja tunggal yaitu hanya terdapat satu langka naik dan satu langka turun yang artinya terdapat satu langka isap dan satu langka tekan. Sedang pompa torak kerja ganda adalah pompa dimana langka isap dan langka tekan terjadi, baik waktu langka naik maupun waktu langka turun, yang artinya adalah tiap satu langka naik dan satu langka turun terjadi 2 kali mengisap dan 2 kali menekan. (2). Pompa Sentrifugal Adapun cara kerja pompa sentrifugal adalah sebagai berikut, pompa sentrifugal bekerja berdasarkan prinsip gaya sentrifugal yaitu bahwa benda yang bergerak secara melengkung akan mengalami gaya yang arahnya keluar dari titik pusat lintasan yang melengkung tersebut. Besarnya gaya sentrifugal yang timbul tergantung dari masa benda, kecepatan gerak benda, dan jari-jari lengkung lintasannya. (3). Pompa Cincin Air. Adapun cara kerja dari pompa cincin air adalah sebagai berikut, pompa cincin air terdiri atas sebuah impeller dan rumah pompa yang terletak eksentris terhadap impeller. Pada rumah pompa dibuat saluran tekan dan saluran isap. Apabila impeller berputar dan dimasukkan air ke dalam rumah pompa, maka air akan ikut berputar dengan impeller. Akibat putaran ini maka cairan akan berusaha menempel pada dinding rumah pompa dan membentuk semacam cincin air. (4). Pompa Ulir. Adapun cara kerja dari pompa ulir adalah sebagai berikut, pompa ulir terdiri atas 2 buah ulir, yaitu ulir (I) dan ulir (II) yang masing-masing mempunyai ulir kanan dan ulir kiri. Poros-poros dari masing-masing ulir ini dipasang sedemikian rupa sehingga gigi ulir kanan masuk pada ruang antara gigi-gigi dari ulir kiri. Kedua ulir tadi dipasang dalam satu rumah. Ulir (I) digerakkan

MODUL III

III - 6

BAB III PENUTUP 3.1 RANGKUMAN a) Pompa adalah suatu alat yang fungsi untuk memindahkan zat cair dari low pressure zone ke high pressure zone. b) Berdasarkan jenisnya pompa dapat dibagi atas: •

Pompa yang bergerak bolak-balik disebut pompa torak dan plunyer.

•

Pompa yang bergerak berputar disebut juga pompa sentrifugal dan pompa ulir.



a) Kegiatan Dosen -

Mempersiapkan materi dan rencana pembelajaran yang akan diberikan kepada mahasiswa pada minggu ketiga dan keempat.

-

Menyampaikan rumusan kemampuan akhir yang diharapkan pada pertemuan ketiga dan keempat.

-

Melakukan umpan balik kepada mahasiswa mengenai materi pada pembelajaran minggu kedua.

-

Menjelaskan materi pembelajaran pada pertemuan/minggu ketiga dan keempat.

-

Memberi kesempatan kepada mahasiswa untuk menanggapi/menanyakan bagian materi pembelajaran yang kurang jelas pada pertemuan sebelumnya.

-

Mengevaluasi hasil pembelajaran dengan mengajukan beberapa pertanyaan langsung ke beberapa mahasiswa.

MODUL III

III - 7

b) Jadwal Kegiatan Minggu Ketiga

Topik Bahasan Jenis-Jenis pompa

Keempat Bagian-Bagian Pompa Kelima

Keenam

Tugas paper : Head Pompa, NPSH, Kavitasi, Hukum Persamaan Aliran, dan Efisiensi Pompa Tugas paper : Kurva Kinerja Pompa, Kurva Kinerja Sistem, Pompa dan Motor Aligment

Metode Fasilitator SCL Kuliah Baharudin ST. MT Interaktif Kuliah Baharudin ST. MT Interaktif Small Group Baharudin ST. MT Discussion/Probl em Based Learning Small Group Discussion/ Problem Based Learning

Baharudin ST. MT

c) Strategi Pembelajaran Strategi pembelajaran dengan menggunakan metode kuliah interaktif pada minguu ketiga dan keempat, sementara memasuki mnggu keenam dan ketujuh dengan metode Small Group Discussion. Pembagian grup diskusi dilakukan pada minggu ketiga, sehingga praktis mahasiswa memiliki waktu 2 minggu untuk menyelesaikan tugas membuat paper. d) Daftar Nama Nara Sumber No 1 2 3.2.2


Kepakaran

Telepon

Tutor Tutor

490310 554611



Mahasiswa mengikuti penjelasan kuliah dari dosen/fasilitator.

-


-


MODUL III

-

III - 8

Mahasiswa yang mendapat giliran ditanya akan memberikan jawaban dan dinilai oleh dosen.

-

Memperhatikan jadwal pembagian kelompok yang diberikan dosen.

-

Mencari referensi materi tugas. Dan mengerjakan tugas pembuatan paper.

-

Pada minggu kelima dan keenam, secara bergantian tiap kelompok mempresentasikan

b) Jadwal Kegiatan Minggu Ketiga Keempat Kelima

Keenam

Topik Bahasan

Metode Pembelaja Dosen ran Kuliah Baharudin ST. MT Interaktif Kuliah Baharudin ST. MT Interaktif Small Baharudin ST. MT Group Dicussion

Jenis-jenis Pompa Bagian-bagian pompa Tugas paper : Head Pompa, NPSH, Kavitasi, Hukum Persamaan Aliran, dan Efisiensi Pompa Tugas paper : Small Kurva Kinerja Group Dicussion Pompa, Kurva Kinerja Sistem, Pompa dan Motor Aligment

Baharudin ST. MT

Ruang Kuliah HL 104 HL 104 HL 104

HL 104

c) Lembar Kerja Mahasiswa • Minggu Ketiga 1. Jelaskan fungsi pompa dalam sebuah instalasi perpipaan! 2. Jelaskan komponen penukung sistem pemompaan lainnya! 3. Gambar dan jelaskan perbedaan antara pompa torak, pompa sentrifugal, pompa cincin air, dan pompa ulir! •

Minggu Keempat

1. Jelaskan masing-masing prinsip kerja pompa torak dan pompa sentrifugal!, 2. Jelaskan masing-masing prinsip kerja pompa cincin air dan pompa ulir!. •

Minggu kelima dan keenam

1. Persentase tugas dam diskusi kelompok

MODUL III

3.2.3

III - 9

Modul Assessment SCL Form Penilaian Pertemuan/Minggu kelima dan keenam No

NIM

Nama Mahasiswa

1 (25%)

Pertanyaan 2 3 (25%) (50%)

1 2 3 4 Pembagian Kelompok Grup Diskusi Untuk Diskusi Minggu Kelima dan Keenam Nama No NIM Mahasiswa A 1 2 3 4

Kelompok B C

D

Stambuk

D33106001 D33106002 D33106003 D33106004

No.

1 2 3 4

Nama Mahasiswa Inisiatif

Keaktifan

Small Group Discussion (20%)

Ketepatan skedul penyelesaian Ketepatan pemilihan metode penyelesaian

Kerjsama kelompok

Kepemimpinan

Penguasaan Materi

Memahami prinsif dasar pemompaan dan sistem pemompaan, jenis-jenis dan klasifikasi pompa, serta mampu merencanaan ukuran-ukuran utama dari berbagai jenis-jenis pompa dan sistem pemompaan.

Form Penilaian Kinerja Mahasiswa (Small Group Discussion)

III - 10

Kerjsama tim

MODUL III

Originalitas ide pemecahan masalah

MODUL III

III - 11

DAFTAR PUSTAKA


MODUL IV

IV - 1

MODUL IV FAN DAN BLOWER

MINGGU KE: 7 - 8 - 9 dan 10

MODUL IV

IV - 2

BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Penggunaan fan blower di kapal sangat umum dan cukup luas pemakaiannya, mulai dari sistem pengkondisian udara pada ruangan penumpang dan akomodasi, sampai untuk mensuplai kebutuhan udara di kamar mesin. Fungsi penyediaan udara bersih ini disuplai oleh alat yang dinamakan fan dan blower. Penentuan daya dan pemilihan jenis fan dan blower sangat ditentukan oleh karakteristik yang dikehendaki pada ruangan tersebut. Tingkat kerumitan instalasi juga ditentukan oleh jenis kapal dan tata letak ruangan yang hendak disuplai udaranya, terutama pada jenis kapal yang membutuhkan volume udara dan ruangan yang cukup banyak seperti pada kapal penumpang. Penyediaan udara kering pada kamar mesin untuk melangsungkan operasi mesin sangat dibutuhkan keberadaan fan blower. B. Ruang Lingkup Isi Modul ini akan membahas pengetahuan tentang jenis-jenis fan dan blower, menilai karakteristiknya, serta menilai kerjanya yang dituangkan dalam grafik efisiensi atau grafik kinerja fan dan blower. C. Kaitan Modul Diharapkan setelah mempelajari modul ini, mahasiswa akan dapat mengetahui berbagai jenis-jenis fan dan blower hingga pada akhirnya mahasiswa akan mampu membedakan berdasarkan prinsip kerjanya. Seperti pada modul sebelumnya, maka pada modul ketiga ini juga dijumpai latihan dan lembar kerja untuk mahasiswa. D. Sasaran Pembelajaran Modul Memahami teori dasar dan

pengoperasian fan dan blower, serta mampu

membedakan berbagai jenis fan dan blower.

MODUL IV

IV - 3

BAB II FAN DAN BLOWER 2.1 PENDAHULUAN Hampir kebanyakan pabrik menggunakan fan dan blower untuk ventilasi dan untuk proses industri yang memerlukan aliran udara. Fan penting untuk menjaga pekerjaan proses industri, dan terdiri dari sebuah fan, motor listrik, penggerak, saluran atau pemipaan, peralatan pengendali aliran, dan peralatan penyejuk udara (filter, kumparan pendingin, penukar panas, dll.). Contoh digambarkan dalam Gambar 1. Fan, blower dan kompresor dibedakan oleh metode yang digunakan untuk menggerakkan udara, dan oleh tekanan

operasinya. The American Society of

Mechanical Engineers (ASME) menggunakan

rasio spesifik, yaitu rasio

tekanan

pengeluaran terhadap tekanan hisap, untuk mendefinisikan fan, blower, dan kompresor (lihat Tabel 1). Tabel 1: Perbedaan antara Fan , Blower dan Kompresor (Ganasean)

MODUL IV

IV - 4

Gambar 1. Komponen Fan (US DOE, 1989) 2.2 ISTILAH DAN DEFINISI Sebelum dijelaskan tentang jenis fan dan blower, penting untuk mengerti terlebih dahulu tentang istilah dan definisi. 2.2.1 Karakteristik Sistem Istilah

“resistansi”

digunakan bila mengacu tekanan statis.

Resistansi

merupakan jumlah kehilangan tekanan statis dalam . Resistansi merupakan fungsi pola susunan saluran, pengambilan,

lengkungan dan penurunan tekanan yang melintasi

peralatan, sebagai contoh bag filter atau siklon. Resistansi

bervariasi terhadap

kuadrat volume aliran udara ya ng memasuki . Untuk volume udara tertentu, fan dalam dengan saluran sempit dan banyak tikungan dengan radius pendek akan bekerja lebih keras untuk mengatasi resistansi yang lebih besar daripada dalam dengan saluran yang lebih besar dan dengan lebih sedikit jumlah belokan

dan panjang. Saluran

panjang yang sempit dengan banyak bengkokan dan tikungan akan memerlukan lebih banyak energi untuk menarik udara untuk melaluinya. Sebagai akibatnya, untuk

MODUL IV

IV - 5

kecepatan fan yang sama, fan akan mampu menarik lebih sedikit melalui ini daripada yang melalui pendek tanpa ada belokan. Dengan begitu maka resistansi meningkat secara substansial jika volume udara yang mengalir ke meningkat; kuadrat aliran udara. Sebaliknya, resistansi berkurang jika alirannya berkurang. Untuk menentukan berapa volume fan yang akan dihasilkan, penting untuk mengetahui karakteristik resistansi . Pada yang ada, resistansi dapat diukur.

Gambar 2. Kurva Fan dan Pengaruhnya pada Resistansi (US DOE, 1989) 2.2.2 Karakteristik Fan Karakteristik

fan dapat dinyatakan dalam bentuk kurva

fan. Kurva

fan

merupakan kurva kinerja untuk fan tertentu pada sekumpulan kondisi yang spesifik. Kurva

fan merupakan penggambaran grafik dari sejumlah parameter yang saling

terkait. Biasanya sebuah kurva akan dikembangkan untuk sekumpulan kondisi yang diberikan termasuk: volume fan, tekanan statis , kecepatan fan, dan tenaga yang di perlukan untuk menggerakkan fan pada kondisi yang diketahui. Beberapa kurva fan

MODUL IV

IV - 6

juga akan melibatkan kurva efisiensi sehingga desainer akan mengetahui kondisi pada kurva fan dimana fan akan beroperasi (lihat Gambar 3).

Gambar 3. Kurva Efisiensi Fan (BEE India, 2004)

2.2.3 Karakteristik dan Kurva Fan Pada berbagai

fan, resistansi terhadap

aliran udara (tekanan) jika aliran udara

meningkat. Sebagaimana disebutkan sebelumnya, resistansi ini bervariasi dengan ku adrat aliran. Tekanan yang diperlukan oleh pada suatu kisaran aliran dapat ditentukan dan “ kurva kinerja a ” dapat dikembangkan (ditunjukkan sebagai SC) (lihat Gambar 4).

MODUL IV

IV - 7

Gambar 4. Kurva Kinerja Fan (BEE India, 2004)

2.2.4 Hukum Fan Fan beroperasi

di bawah beberapa

hukum

tentang kecepatan, daya dan

tekanan. Perubahan dalam kecepatan (putaran per menit atau RPM) berbagai fan akan memprediksi perubahan kenaikan tekanan dan daya yang diperlukan untuk mengoperasikan fan pada RPM yang baru. 2.3 JENIS-JENIS FAN Terdapat dua fan yakni; 2.3.1 Fan sentrifugal Fan sentrifugal meningkatkan kecepatan aliran udara dengan impeler berputar. Kecepatan meningkat sampai mencapai ujung blades dan kemudian diubah ke tekanan. Fan ini mampu menghasilkan tekanan tinggi yang cocok untuk kondisi operasi yang kasar, seperti dengan suhu tinggi, aliran udara kotor atau lembab, dan handling bahan. 2.3.2 Fan Aksial Fan aksial (Gambar 10) menggerakkan aliran udara sepanjang sumbu fan. Cara kerja fan seperti impeler pesawat terbang: blades fan menghasilkan pengangkatan aerodinamis yang menekan udara.

MODUL IV

IV - 8

2.4 JENIS-JENIS BLOWER Blower dapat mencapai tekanan yang lebih tinggi daripada fan, sampai 1,20 kg/cm2. Dapat juga digunakan untuk menghasilkan tekanan negatif untuk vakum di industri. Blower sentrifugal dan blower positive displacement merupakan dua jenis utama blower, yang dijelaskan di bawah. 2.4.1 Blower sentrifugal Blower sentrifugal

terlihat

lebih seperti pompa sentrifugal daripada

fan.

Impelernya gerakan oleh gir dan berputar 15.000 rpm. Pada blower multi -tahap, udara dipercepat setiap melewati impeler. Pada blower tahap tunggal, udara tidak mengalami banyak belokan, sehingga lebih efisien. 2.4.2 Blower Jenis Positive-Displacement Blower jenis positive displacement memiliki rotor, yang "menjebak" udara dan mendorongnya melalui rumah blower. Blower ini menyediakan volume udara yang konstan bahkan jika tekanan nya bervariasi. Cocok d digunakan untuk cenderung terjadi penyumbatan, karena

yang

dapat menghasilkan tekanan yang cukup

(biasanya sampai mencapai 1,25 kg/cm2.) untuk menghembus bahan -bahan yang menyumbat sampai terbebas. Mereka berputar lebih pelan daripada blower sentrifugal (3.600 rpm) dan seringkali digerakkan dengan belt untuk memfasilitasi perubahan kecepatan. 2.5. PENGKAJIAN TERHADAP FAN DAN BLOWER Bagian ini men jelaskan tentang cara mengevaluasi kinerja fan, yang dapat juga diterapkan pada blower. 2.5.1 Kinerja/Efisiensi Fan Efisiensi fan adalah perbandingan antara daya yang dipindahkan ke aliran udara dengan daya yang dikirimkan oleh motor ke fan. Daya aliran udara adalah hasil dari tekanan dan aliran, dikoreksi untuk konsistensi unit. Istilah lain untuk efisiensi yang sering digunakan pada fan adalah efisiensi statis, yang menggunakan tekanan statis dari tekanan total dalam memperkirakan efisiensi. Ketika mengevaluasi kinerja fan, penting untuk mengetahui istilah efisiensi apa yang digunakan. Efisiensi fan tergantung pada jenis fan dan Impelernya. Dengan meningkatnya laju aliran, efisiensi meningkat ke ketinggian tertentu (“ efisiensi puncak” ) dan kemudian

MODUL IV

IV - 9

turun dengan kenaikan laju alir lebih lanjut. Kinerja fan biasanya diperkirakan dengan menggunakan sebuah grafik yang memperlihatkan berbagai tekanan yang dihasilkan oleh fan dan daya yang diperlukannya. Pabrik pembuat umumnya menyediakan kurva kinerja fan tersebut. Grafik ini penting untuk dimengerti dalam merancang, mencari sumber, dan mengoperasikan fan dan merupakan kunci bagi pemilihan fan yang optimal. 2.5.2 Metodologi Pengkajian Kinerja Fan Sebelum efisiensi fan dapat dihitung, sejumlah parameter operasi harus diukur, termasuk kecepatan udara, head tekanan, suhu aliran udara pada fan dan input kW listrik dari motor. Dalam rangka mendapatkan gambaran operasi yang benar harus diyakinkan bahwa: •

Fan dan komponennya beroperasi dengan benar pada kecepatannya

•

Operasi berada pada kondisi stabil; suhu, berat jenis, resistansi yang stabil dll.

2.6 KESULITAN DALAM MENGKAJI KINERJA FAN DAN BLOWER Dalam prakteknya akan dihadapi kesulitan-kesulitan pada saat mengkaji kinerja fan an blower, beberapa diantaranya diterangkan di bawah ini: •

Ketidaktersediaan data spesifikasi fan: Data spesifikasi fan (lihat Lembar Kerja 1) penting dalam mengkaji kinerja fan. Hampir semua industri tidak menyimpan data tersebut secara statis atau tidak memilikinya sama sekali. Dalam kasus tersebut, hubungan persentase loading/beban fan dengan aliran atau tekanan tidak dapat diperkirakan secara memuaskan. Data spesifikasi fan harus didapatkan dari data orisinal pabrik/ Original Equipment Manufacturer (OEM) dan didokumentasikan.

•

Kesulitan dalam pengukuran kecepatan: Pengukuran kecepatan aktual menjadi tugas yang sulit dalam pengkajian kinerja fan. Dalam banyak kasus lokasi saluran sangat sulit untuk di lakukan pengukuran dan pada kasus lainnya tidak mungkin melintasi saluran pada kedua arah ujungnya. Dalam kasus ini, maka tekanan kecepatan dapat diukur di tengah saluran dan dikoreksi dengan mengalikan dengan faktor 0,9.

•

Kalibrasi

tabung

pitot, manometer, anemometer &

instrumen-instrumen

pengukuran yang tidak benar: Seluruh instrumen dan instrumen pengukur daya

MODUL IV

IV - 10

lainnya harus dikalibrasi dengan benar untuk menghindari pengkajian fan dan blower yang salah. Pengkajian sebaiknya tidak dilakukan dengan penggunaan faktor koreksi. •

Variasi parameter proses selama pengujian:

jika terdapat

perbedaan besar

dalam pengukuran parameter proses pada saat pengujian, maka pengkajian kinerja menjadi tidak dapat dipercaya. 2.7 PELUANG EFISIENSI ENERGI Bagian ini menjelaskan tentang peluang efisiensi energi yang paling penting untuk fan dan blower. 2.7.1 Memilih Fan yang Benar Pertimbangan penting ketika memilih fan adalah (US DOE, 1989): •

Kebisingan

•

Kecepatan perputaran

•

Karakteristik aliran udara

•

Kisaran suhu

•

Variasi dalam kondisi operasi

•

Ketidakleluasaan ruang dan tata letak

•

Harga pembelian, biaya operasi (ditentukan oleh efisiensi dan perawatan)

•

dan umur operasi Namun, sebagai aturan umum, penting untuk diketahui bahwa untuk

memperbaiki kinerja

fan secara efektif, perancang dan operator juga harus mengerti

bagaimana fungsi komponen lain. “Pendekatan” membutuhkan pengetahuan tentang interaksi antara fan, peralatan yang mendukung operasi dilayani oleh

fan, dan komponen yang

fan . Penggunaan “pendekatan” dalam proses pemilihan fan akan

menghasilkan yang lebih tenang, lebih efisien, dan lebih handal. Masalah yang umum adalah bahwa perusahaan membeli fan yang kebesaran kapasitasnya. Fan tersebut tidak akan beroperasi pada titik efisiensi terbaiknya (BEP) dan dalam kasus yang ekstrim fan tersebut mungkin beroperasi pada kondisi yang tidak stabil disebabkan titik operasi pada kurva aliran udara tekanan fan. Fan yang kebesaran mengakibatkan kelebihan aliran energi, menyebabkan tingginya kebisingan aliran udara dan meningkatkan stress pada fan dan . Sebagai akibatnya, fan yang kebesaran tidak

MODUL IV

IV - 11

hanya mahal harganya dan pengoperasiannya, tetapi juga menciptakan masalah kinerja yang sebetulnya dapat dihindarkan. Penyelesaian yang mungkin adalah mengganti fan, mengganti motor, atau menggunakan motor penggerak variasi kecepatan/variable speed drive. Kurva resistansi dan kurva fan dijelaskan dalam bagian 1.2. Fan beroperasi pada titik dimana kurva resistansi

dan kurva fan saling berpotongan. Resistansi

memiliki peran utama dalam menentukan kinerja dan efisiensi fan. Resistansi juga berubah tergantung pada proses. Contoh, pembentukan lapisan/ erosi lapisan dalam saluran, agak mengubah resistansi. Dalam beberapa kasus, perubahan peralatan, modifikasi saluran, secara drastis menggeser titik operasi, mengakibatkan makin rendahnya efisiensi (lihat Gambar 2). Dalam kasus tersebut, untuk mencapai efisiensi seperti sebelumnya, fan harus diganti. Jadi resistansi harus diperiksa secara berkala, untuk kemungkinan dilakukan modifikasi atau tindakan lainnya untuk operasi fan yang efisien. 2.7.2 Mengoperasikan mendekati BEP Hal ini sudah dijelaskan sebelumnya bahwa efisiensi fan meningkat ketika aliran meningkat ke titik tertentu dan setelah itu berkurang. Titik dimana efisiensi maksimum dicapai dinamakan efisiensi puncak atau “Titik Efisiensi Terbaik” (BEP). Biasanya, titik ini lebih dekat ke kapasitas fan pada kecepatan dan resistansi yang dirancang khusus. Penyimpangan dari BEP akan mengakibatkan meningkatnya kehilangan dan ketidakefisiensian. 2.7.3 Memelihara fan secara teratur Perawatan fan secara teratur adalah penting untuk mendapatkan tingkat kinerjanya. Kegiatan perawatan meliputi (US DOE, 1989): •

Pemeriksaan berkala seluruh komponen

•

Pelumasan dan penggantian bearing

•

Pengencangan dan penggantian belt

•

Perbaikan atau penggantian motor

•

Pembersihan fan

MODUL IV

IV - 12

2.7.4 Mengendalikan Aliran Udara Fan Biasanya, fan terpasang beroperasi pada kecepatan konstan. Namun beberapa situasi mungkin menghendaki perubahan kecepatan, sebagai contoh lebih banyak aliran udara mungkin diperlukan dari fan ketika ada tambahan sebuah saluran baru, atau mungkin diperlukan aliran udara yang sedikit jika fannya kebesaran. Terdapat banyak cara untuk menurunkan atau mengendalikan aliran udara fan.

MODUL IV

IV - 13

BAB III PENUTUP 3.1 RANGKUMAN a) Fan dan adalah salah satu jenis mesin fluida dimana penggunaannya cukup luas terutama untuk industri yang membutuhkan pengkondisian udara dalam prosesnya. b) Perbedaan antara fan dan blower terletak pada tekanan kerjanya, dimana blower memiliki tekanan lebih tinggi dibandingkan fan. c) Kurva fan merupakan kurva kinerja untuk fan tertentu pada sekumpulan kondisi yang spesifik. Sebuah kurva akan dikembangkan untuk sekumpulan kondisi yang diberikan termasuk: volume fan, tekanan statis , kecepatan fan, dan tenaga yang di perlukan untuk menggerakkan fan pada kondisi yang diketahui. d) Blower dapat dibedakan atas blower sentrifugal dan blower positif displacement. e) Efisiensi fan adalah perbandingan antara daya yang dipindahkan ke aliran udara dengan

daya yang dikirimkan oleh motor ke

fan.

Efisiensi fan sangat

ditentukan oleh jenis dan Impelernya. Sedangkan Kinerja fan biasanya diperkirakan dengan menggunakan sebuah grafik yang memperlihatkan berbagai tekanan yang dihasilkan oleh fan dan daya yang diperlukannya. f) Pertimbangan dalam pemilihan fan ditentukan oleh; kebisingan, kecepatan perputaran, karakteristik aliran udara, kisaran suhu, variasi dalam kondisi operasi, ketidakleluasaan ruang dan tata letak, harga pembelian, biaya operasi (ditentukan oleh efisiensi dan perawatan) dan umur operasi. 3.2. MODEL DAN PROSES PEMBELAJARAN SCL 3.2.1


a) Kegiatan Dosen -

Mempersiapkan materi dan rencana pembelajaran yang akan diberikan kepada mahasiswa pada minggu ketujuh sampai dengan minggu kesepuluh.

-

Menyampaikan rumusan kemampuan akhir yang diharapkan pada pertemuan setiap pertemuan.

MODUL IV

-

IV - 14

Melakukan umpan balik kepada mahasiswa mengenai materi pada pembelajaran pada minggu sebelumnya.

-

Menjelaskan materi pembelajaran.

-

Memberi kesempatan kepada mahasiswa untuk menanggapi / menanyakan bagian materi pembelajaran yang kurang jelas pada pertemuan sebelumnya.

-


b) Jadwal Kegiatan Minggu

Topik Bahasan Ketujuh Fan, jenis-jenis fan dan karakteristik fan Kedepalan Penggunaan Fan pada Instalasi Kapal Kesembilan Blower, jenis-jenis fan dan karakteristik fan Kesepuluh Penggunaan Blower pada Instalasi Kapal

Metode SCL Kuliah Interaktif Small group discussion Kuliah Interaktif Small group discussion

Dosen Baharudin ST. MT Baharudin ST. MT Ir. Syerly Klara. MT Ir. Syerly Klara. MT

c) Strategi Pembelajaran Strategi pembelajaran dengan menggunakan metode kuliah interaktif untuk memperkenalkan/ menguraikan berbagai istilah yang digunakan dalam memahami karakteristik fan blower. d) Daftar Nama Nara Sumber No 1 2

3.2.2

Nama Dosen / Asisten Baharuddin ST. MT Ir. Syerly Klara MT

Kepakaran

Telepon

HP

Tutor Tutor

490310 554 611

6125395 081355823265



Mahasiswa mengikuti penjelasan kuliah dari dosen/fasilitator.

-


-


MODUL IV

-

IV - 15


-

Memperhatikan jadwal pembagian kelompok yang diberikan dosen.

-

Mencari referensi materi tugas.

-

Mengerjakan tugas pembuatan paper.

-

Pada minggu kelima dan keenam, secara bergantian tiap kelompok mempresentasikan di depan kelas.


Topik Bahasan Ketujuh Fan, jenis-jenis fan dan karakteristik fan Kedepalan Penggunaan Fan pada Instalasi Kapal Kesembilan Blower, jenisjenis fan dan karakteristik fan Kesepuluh Penggunaan Blower pada Instalasi Kapal


Dosen

Minggu

Baharudin ST. MT

Ketujuh

Small group discussion Kuliah Interaktif

Baharudin ST. MT

Kedepalan

Ir. Syerly Klara. MT

Kesembilan

Small group discussion

Ir. Syerly Klara. MT

Kedepalan

c) Lembar Kerja Mahasiswa 1. Jelaskan perbedaan tekanan kerja antara fan, blower dan kompresor! 2. Sebutkan dan jelaskan jenis-jenis dan dan blower, dan apa perbedaan antara masing-masing jenis tersebut! 3. Bagaimanakah menilai kinerja sebuah fan dan blower? 4. Sebutkan dan jelaskan penggunaan dan fungsi spesifik fan dan blower di kapal. 3.2.3

Modul Assessment SCL Form Penilaian Pertemuan/Minggu ktujuh dan kedelapan Pertanyaan Nama No NIM 1 2 3 Mahasiswa (25%) (25%) (50%) 1 2 3 4

MODUL IV

Pembagian Kelompok Grup Diskusi Untuk Diskusi Minggu Kesembilan dan Kesepuluh Kelompok Nama No NIM Mahasiswa A B C 1 2 3 4

IV - 16

D

Stambuk

D33106001 D33106002 D33106003 D33106004

No.

1 2 3 4

Nama Mahasiswa

Inisiatif

Keaktifan Small Group Discussion (20%)


Kerjsama kelompok

Kepemimpinan

Penguasaan Materi

Memahami teori dasar dan pengoperasian fan dan blower, serta mampu membedakan berbagai jenis fan dan blower.

Form Penilaian Kinerja Mahasiswa (Small Group Discussion Minggu kesembilan dan kesepuluh

IV - 17

Kerjsama tim

MODUL IV


MODUL IV

IV - 18

DAFTAR PUSTAKA 1. Dietzel, F. Sriyono D, “Turbin Pompa dan Kompresor”, Erlangga, Jakarta. 2. Govinda Rao, “Fluid Flow Machine” 3. Wiranto Aismunandar, “Pompa dan Kompresor” 4. Vasandani, “Hydraulics Machines: Theory & Design” 5. Cahyo Hardo Priyoasmoro, “Cara Mengkaji Piping dan Instrument Diagram”, UNEP 2006 6. Larry Bachus and Angel Custidio, “Know and Understand Centrifugal Pump”, Elsevier. 7. Vals L. Lubanov, “Centrifugal Pump and Application”, Butterworth. 8. Karasik, I.J., “Centrigugal Pumps, Selection, Maintenance and Application”, New York: Mc.Graw-Hil 9. Church A., “Centrifugal and Axial Flow Pumps”, New York: Mc.Graw-Hill. 10. Steffanof., “Centrifugal and Axial Flow Pumps”. New York: Mc.Graw-Hill.

MODUL V

V-1

MODUL V KOMPRESOR DAN SISTEM UDARA TEKAN

MINGGU KE : 11, 12, 13, 14, 15, dan 16

MODUL V

V-2

BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Penggunaan kompresor untuk pelayanan udara bertekanan tinggi di kapal sangat penting mengingat diantara berbagai jenis mesin fluida yang ada, kompresor memiliki tekanan kerja yang tertinggi dibanding dengan jenis-jenis mesin fluida bertekanan lainnya. Kebutuhan udara bertekanan tinggi di atas kapal pada umumnya untuk pelayanan sistem penyalaan mesin, sistem bejana tekan, pada pompa hydrophone, dan untuk keperluan bersih-bersih di kamar mesin. Kompresor yang digunakan bisa dari jenis portable maupun jenis mesin penggerak kompresor yang di power share dengan mesin induk.

Pada salah satu cabang kompresor biasanya dihubungkan ke sistem

manifold air laut di kapal untuk membersihkan sisa kotoran dari air laut selama pelayanan sistem pendinginan mesin di kapal. B. Ruang Lingkup Isi Modul ini akan membahas pengetahuan tentang prinsip kerja kompresor, jenisjenis kompresor, dan bagaimana menilai efektifitas kompresor maupun sistem yang menggunakannya. C. Kaitan Modul Diharapkan setelah mempelajari modul ini, mahasiswa akan dapat mengetahui berbagai jenis-jenis kompresor hingga mahasiswa akan mampu membedakan berdasarkan prinsip kerjanya. Seperti pada modul sebelumnya, maka pada modul kelima ini juga dijumpai latihan dan lembar kerja untuk mahasiswa untuk dikerjakan di rumah atau di kelas setelah proses pembelajaran berakhir. D. Sasaran Pembelajaran Modul Memahami teori dasar, jenis-jenis kompresor, penilaian efektifitas, dan memahami beberapa istilah yang sering digunakan pada kompresor

MODUL V

V-3

BAB II KOMPRESOR DAN SISTEM UDARA TEKAN 2.1. PENDAHULUAN Sistem udara tekan terdiri dari dua bagian yakni bagian pemasokan dan bagian permintaan. Bagian pemasokan meliputi kompresor dan perlakuan udara, sedangkan bagian permintaan meliputi sistem distribusi, penyimpanan dan peralatan pemakai akhir. Bagian pemasokan yang dikelola dengan benar akan menghasilkan udara bersih, kering, stabil yang dikirimkan pada tekanan yang dibutuhkan dengan biaya yang efektif. Bagian permintaan yang dikelola dengan benar akan meminimalkan udara terbuang dan penggunaan udara tekan untuk penerapan yang tepat. Perbaikan dan pencapaian puncak kinerja sistem udara tekan memerlukan bagian sistem pemasokan dan permintaan dan interaksi diantara keduanya.

2.2 Komponen Utama Sistem Udara Tekan Sistem udara tekan terdiri dari komponen utama berikut: Penyaring udara masuk, pendingin antar tahap, after-coolers, pengering udara, traps pengeluaran kadar air, penerima, jaringan pemipaan, penyaring, pengatur dan pelumasan (lihat Gambar 1). •

Filter Udara Masuk: Mencegah debu masuk kompresor; Debu menyebabkan lengketnya katup/kran, merusak silinder dan pemakaian yang berlebihan.

•

Pendingin antar tahap: Menurunkan suhu udara sebelum masuk ke tahap berikutnya untuk mengurangi kerja kompresi dan meningkatkan efisiensi. Biasanya digunakan pendingin air.

•

After-Coolers: Tujuannya adalah membuang kadar air dalam udara dengan penurunan suhu dalam penukar panas berpendingin air.

•

Pengering Udara: Sisa-sisa kadar air setelah after-cooler dihilangkan dengan menggunakan pengering udara, instrumen dan peralatan

karena

udara

tekan

untuk

keperluan

pneumatik harus bebas dari kadar air. Kadar air

dihilangkan dengan menggunakan adsorben seperti gel silika/ karbon aktif, atau pengering refrigeran , atau panas dari pengering kompresor itu sendiri.

MODUL V

•

V-4

Traps Pengeluaran Kadar Air: Trap pengeluaran kadar air digunakan untuk membuang kadar air dalam udara tekan . Trap tersebut menyerupai steam traps. Berbagai jenis trap yang digunakan adalah kran pengeluaran manual, klep pengeluaran otomatis atau yang berdasarkan waktu dll.

•

Penerima: Penerima udara disediakan sebagai penyimpan dan penghalus denyut keluaran udara – mengurangi variasi tekanan dari kompresor.

Gambar 1. Jenis Komponen Kompresor (US DOE, 2003)

2.3 JENIS KOMPRESOR Seperti terlihat pada Gambar 2, terdapat dua jenis kompresor dasar : positivedisplacement dan dinamik. Pada jenis positive-displacement, sejumlah udara atau gas di-trap dalam ruang kompresi dan volumenya secara mekanik menurun, menyebabkan

MODUL V

V-5

peningkatan tekanan tertentu kemudian dialirkan keluar. Pada kecepatan konstan, aliran udara tetap konstan dengan variasi pada tekanan pengeluaran. Kompresor dinamik memberikan energi kecepatan untuk aliran udara atau gas yang kontinyu menggunakan impeller yang berputar pada kecepatan yang sangat tinggi. Energi kecepatan berubah menjadi energi tekanan karena pengaruh impeller dan

volute pengeluaran atau

diffusers. Pada kompresor jenis dinamik sentrifugal, bentuk dari sudu -sudu impeller menentukan hubungan antara aliran udara dan tekanan (head) yang dibangkitkan.

Gambar 2. Jenis Kompresor (US DOE, 2003) 2.3.1 Kompresor Positive Displacement Kompresor ini tersedia dalam dua jenis: reciprocating dan putar/ rotary. 2.3.1.1 Kompresor reciprocating Di dalam industri, kompresor reciprocating paling banyak digunakan untuk mengkompres baik udara maupun refrigeran. Prinsip kerjanya seperti pompa sepeda dengan karakteristik dimana aliran keluar tetap hampir konstan pada kisaran tekanan pengeluaran

tertentu. Juga, kapasitas kompresor proporsional langsung terhadap

kecepatan. Keluarannya, seperti denyutan. Kompresor reciprocating tersedia dalam berbagai konfigurasi; terdapat empat jenis yang paling banyak digunakan yaitu horizontal, vertical, horizontal balanceopposed, dan tandem. Jenis kompresor reciprocating vertical digunakan untuk kapasitas antara 50-150 cfm. Kompresor horisontal balance opposed digunakan pada kapasitas

MODUL V

V-6

antara 200-5000 cfm untuk desain multi tahap dan sampai 10.000 cfm untuk desain satu tahap (Dewan Produktivitas Nasional, 1993). Kompresor udara reciprocating biasanya merupakan aksi tunggal dimana penekanan dilakukan hanya menggunakan satu sisi dari piston. Kompresor yang bekerja menggunakan dua sisi piston disebut sebagai aksi ganda. Sebuah kompresor dianggap sebagai kompresor satu tahap jika keseluruhan penekanan dilakukan menggunakan satu silinder atau beberapa silinder yang parallel. Untuk keperluan praktis sebagian besar plant kompresor udara reciprocating di atas 100 horsepower/ Hp merupakan unit multi tahap dimana dua atau lebih tahap kompresor dikelompokkan secara seri Udara biasanya didinginkan diantara masingmasing tahap untuk menurunkan suhu dan volume sebelum memasuki tahap berikutnya (Dewan Produktivitas Nasional, 1993). Kompresor udara reciprocating tersedia untuk jenis pendingin udara maupun pendingin air menggunakan pelumasan maupun tanpa pelumasan, mungkin dalam bentuk paket, dengan berbagai pilihan kisaran tekanan dan kapasitas. 2.3.1.2 Kompresor Putar/Rotary Kompresor rotary mempunyai rotor dalam satu tempat dengan piston dan memberikan pengeluaran kontinyu bebas denyutan . Kompresor beroperasi pada kecepatan tinggi dan umumnya menghasilkan hasil keluaran

yang lebih tinggi

dibandingkan kompresor reciprocating. Biaya investasinya rendah, bentuknya kompak, ringan dan mudah perawatannya, sehingga kompresor ini sangat popular di industri. Biasanya digunakan dengan ukuran 30 sampai 200 hp atau 22 sampai 150 kW. Jenis dari kompresor putar adalah: •

Kompresor lobe (roots blower)

•

Kompresor ulir (ulir putar helical-lobe, dimana rotor putar jantan dan betina bergerak berlawanan arah dan menangkap udara sambil mengkompresi dan bergerak ke depan (lihat Gambar 5)

•

Jenis baling-baling putar/ baling-baling luncur, ring cairan dan jenis gulungan. Kompresor ulir putar menggunakan pendingin air. Jika pendinginan sudah

dilakukan pada bagian dalam kompresor, tidak akan terjadi suhu operasi yang ekstrim pada bagian-bagian yang bekerja. Kompresor putar merupakan kompresor kontinyu, dengan paket

yang sudah termasuk pendingin udara atau pendingin air. Karena

desainnya yang sederhana dan hanya sedikit bagian-bagian yang bekerja, kompresor

MODUL V

V-7

udara ulir putar mudah perawatannya, mudah operasinya dan fleksibel dalam pemasangannya. Kompresor udara putar dapat dipasang pada permukaan apapun yang dapat menyangga berat statisnya. 2.3.2 Kompresor Dinamis Kompresor udara sentrifugal (lihat Gambar 6) merupakan kompresor dinamis, yang tergantung pada transfer energi dari impeller berputar ke udara. Rotor melakukan pekerjaan

ini dengan mengubah momen dan tekanan udara. Momen ini dirubah

menjadi tekanan tertentu dengan penurunan udara secara perlahan dalam difuser statis. Kompresor udara sentrifugal adalah kompresor yang dirancang bebas minyak pelumas. Gir yang dilumasi minyak pelumas terletak terpisah dari udara dengan pemisah yang menggunakan sil pada poros dan ventilasi atmosferis. Sentrifugal merupakan kompresor yang bekerja kontinyu, dengan sedikit bagian yang bergerak; lebih sesuai digunakan pada volume yang besar dimana dibutuhkan bebas minyak pada udaranya. Kompresor udara sentrifugal menggunakan pendingin air dan dapat berbentuk paket.; khususnya paket yang termasuk after-cooler dan semua control. Kompresor ini dikenal berbeda karakteristiknya jika dibandingkan dengan mesin reciprocating. Perubahan kecil pada rasio kompresi menghasilkan perubahan besar pada hasil kompresi dan efisiensinya. Mesin sentrifugal lebih sesuai diterapkan untuk kapasitas besar di atas 12,000 cfm. 2.4. PENGKAJIAN KOMPRESOR DAN SISTEM UDARA TEKAN 2.4.1 Kapasitas Kompresor Kapasitas kompresor adalah debit penuh aliran gas yang ditekan dan di alirkan pada kondisi suhu total, tekanan total, dan diatur pada saluran masuk kompresor. Debit aliran yang sebenarnya, bukan merupakan nilai volume aliran yang tercantum pada data alat, yang disebut juga pengiriman udara bebas/free air delivery (FAD) yaitu udara pada kondisi atmosfir di lokasi tertentu. FAD tidak sama untuk setiap lokasi sebab ketinggian, barometer, dan suhu dapat berbeda untuk lokasi dan waktu yang berbeda. 2.4.2 Pengkajian Kapasitas Kompresor Kompresor yang sudah tua, walaupun perawatannya baik, komponen bagian dalamnya

sudah tidak efisien dan FAD nya kemungkinan lebih kecil dari nilai

MODUL V

V-8

rancangan. Kadangkala, faktor lain seperti perawatan yang buruk, alat penukar panas yang kotor dan pengaruh ketinggian juga cenderung mengurangi FAD nya. Untuk memenuhi kebutuhan udara, kompresor yang tidak efisien mungkin harus bekerja dengan waktu yang lebih lama, dengan begitu memakai daya yang lebih dari yang sebenarnya dibutuhkan. Pemborosan daya tergantung pada persentase penyimpangan kapasitas FAD. Sebagai contoh, kran kompresor yang sudah rusak dapat menurunkan kapasitas kompresor sebanyak 20 persen. Pengkajian berkala terhadap kapasitas FAD untuk setiap kompresor harus dilakukan untuk memeriksa kapasitas yang sebenarnya. Jika penyimpangannya lebih dari 10 persen, harus dilakukan perbaikan. 2.4.3 Metode Sederhana Pengkajian Kapasitas pada Ruang Kerja •

Tutup semua aliran keluar kompresor yang menuju ke sistem pengguna dengan menutup rapat kran pemisah untuk pengujian dari sistem udara tekan utama.

•

Buka kran penguras air dan kuras habis airnya dan kosongkan receiver dan pipa saluran. Pastikan bahwa jalur water trap ditutup rapat sekali lagi untuk memulai pengujian.

•

Mulai nyalakan kompresor dan aktifkan stopwatch.

•

Catat waktu yang digunakan untuk mencapai tekanan operasi normal P2 (dalam receiver) dari tekanan awalnya P1.

•

Hitung kapasitas dengan formula di bawah ini (Konfederasi Industri India):

2.5 EFISIENSI KOMPRESOR Beberapa pengukuran

kompresor yang biasa digunakan adalah:

efisiensi

volumetrik, efisiensi adiabatik, efisiensi isotermal, dan efisiensi mekanik. Efisiensi adiabatik dan isotermal dihitung sebagai daya isotermal atau adiabatik dibagi oleh konsumsi daya aktual . Gambar yang diperoleh menunjukkan efisiensi keseluruhan kompresor dan motor penggerak. 2.5.1 Efisiensi Isotermal Perhitungan daya isotermal tidak menyertakan daya yang diperlukan untuk mengatasi gesekan dan biasanya memberikan efisiensi yang lebih rendah dari efisiensi adiabatis. Nilai efisiensi yang dilaporkan biasanya efisiensi isotermal .

Hal ini

merupakan bahan pertimbangan yang penting dalam memilih kompresor berdasarkan nilai efisiensi yang dilaporkan.

MODUL V

V-9

2.5.2 Efisiensi Volumetrik Dalam prakteknya,

panduan

yang paling efektif dalam membandingkan

efisiensi kompresor adalah konsumsi daya spesifik, yaitu kW/volume debit aliran, yang dapat digunakan untuk berbagai kompresor. 2.6

PENGKAJIAN KINERJA TERHADAP KEHILANGAN DISTRIBUSI DALAM SISTEM UDARA TEKAN

2.6.1

Kebocoran dan akibatnya Sistem pipa dan pengatur distribusi membawa udara tekan dari plant pusat

kompresor ke area proses. Sistem ini terdiri dari berbagai kran pemisah, traps fluida, tangki penyimpan sementara, dan juga pemanasan pada pipa dalam jumlah kecil untuk mencegah terjadinya pengembunan atau pembekuan pada jalur yang terbuka ke udara luar. Kehilangan tekanan pada distribusi biasanya dikompensasikan dengan tekanan yang lebih tinggi di bagian pengeluaran kompresor. Pada titik penggunaan udara tekan, sebuah pipa pengumpan

dilengkapi dengan

kran

pemisah aliran, saringan, dan

regulator, mengalirkan udara tekan ke pipa untuk memasok ke peralatan proses atau pneumatik. Kebocoran dapat menjadi sumber yang signifikan dari energi yang terbuang dalam sistem udara tekan di industri, kadang-kadang memboroskan 20 hingga 30 persen dari keluaran kompresor. Sebuah plant yang tidak terawat dengan baik mungkin akan memiliki laju kebocoran setara 20 persen dari kapasitas produksi udara tekan total. Pendeteksian dan perbaikan kebocoran secara pro-aktif dapat mengurangi kebocoran kurang dari 10 persen dari keluaran kompresor. Kebocoran dapat berasal dari berbagai bagian dari sistem,

tetapi area

permasalahan yang paling umum adalah: •

Kopling, pipa, tabung, dan sambungan

•

Pengatur tekanan

•

Traps kondensat terbuka dan kran untuk mematikan

•

Sambungan pipa, pemutus, dan sil karet.

2.6.2 Penentuan jumlah kebocoran Untuk kompresor yang memiliki pengendali start/stop atau

load/unload,

terdapat suatu cara yang mudah untuk memperkirakan jumlah kebocoran dalam sistem. Metode ini meliputi penyalaan kompresor pada saat tidak ada kebutuhan pada sistem

MODUL V

V - 10

(seluruh peralatan pengguna akhir yang dioperasikan dengan udara dimatikan). Sejumlah pengukuran dilakukan untuk menentukan waktu rata-rata yang digunakan pada saat load dan unload pada kompresor; kompresor akan menyala pada saat load, kemudian akan mati pada saat unload. Kompresor akan load dan unload karena adanya kebocoran udara akan menyebabkan terjadinya siklus menyala dan mati pada kompresor, karena kompresor akan menyala/ load ketika tekanannya turun karena lolosnya udara melalui kebocoran. Kebocoran akan dinyatakan dalam istilah persentase kehilangan dari kapasitas kompresor. Persentase kehilangan kebocoran harus kurang dari 10 persen dalam sistem yang terawat dengan baik. Sistem yang perawatannya buruk dapat memiliki kehilangan setinggi 20 hingga 30 persen dari daya dan kapasitas udaranya. 2.6.3 Tahapan metoda sederhana penghitungan jumlah kebocoran pada ruang kerja Metode untuk pengukuran

pada

ruang kerja yang sederhana untuk

“Penghitungan Jumlah Kebocoran” dari sistem udara tekan adalah sebagai berikut: •

Matikan operasi peralatan yang menggunakan udara (atau lakukan pengujian ketika tidak ada peralatan yang sedang menggunakan udara tekan).

•

Jalankan kompresor untuk mengisi sistem untuk mengatur tekanan operasinya.

•

Catat waktu yang dipakai untuk siklus “ Load” dan “ Unload” kompresor. Untuk hasil yang lebih teliti,

lakukan untuk ON/ HIDUP & OFF/ MATI

berkali-kali sampai 8 – 10 kali siklus secara terus menerus (t). Kemudian hitung tot al waktu ON dan waktu OFF. •

Gunakan data di atas untuk menghitung jumlah kebocoran dalam sistem. Jika Q merupakan udara bebas aktual yang dipasok selama percobaan (m3/menit), maka kebocoran sistem (m3/menit) adalah:

2.6 PELUANG EFISIENSI ENERGI 2.6.1 Lokasi Kompresor Lokasi kompresor udara dan kualitas udara yang ditarik oleh kompresor akan memiliki pengaruh yang cukup berarti terhadap jumlah energi yang digunakan. Kinerja kompresor sebagai mesin yang bernafas akan meningkat dengan udara yang dingin, bersih dan kering pada saluran masuknya.

MODUL V

V - 11

2.6.2 Suhu Udara pada Aliran Masuk Pengaruh udara masuk pada kinerja kompresor tidak boleh diremehkan. Udara masuk yang tercemar atau panas dapat merusak kinerja kompresor dan menyebabkan energi serta biaya perawatan yang berlebihan. Jika kadar air, debu, atau bahan pencemar lain terdapat dalam udara masuk, maka bahan pencemar tersebut dapat terkumpul pada komponen bagian dalam kompresor, seperti kran,

fan, rotor dan baling-baling.

Kumpulan pencemar tersebut dapat mengakibatkan kerusakan dini dan menurunkan kapasitas kompresor. 2.6.3 Penurunan Tekanan dalam Saringan Udara Saringan udara masuk pada kompresor harus dipasang, atau membawa udara dari lokasi yang bersih dan dingin. Pabrik pembuat kompresor biasanya memasok, atau merekomendasikan, saringan udara masuk dengan kualitas khusus yang dirancang untuk melindungi kompresor.

Semakin baik penyaringan pada saluran masuk

kompresor, maka akan semakin rendah biaya perawatan kompresornya. Walau demikian, penurunan tekanan yang melintas saringan udara harus dijaga minimum (ukuran dan perawatannya) untuk mencegah pengaruh penyumbatan dan penurunan kapasitas kompresor. Alat pengukur perbedaan tekanan merupakan salah satu peralatan yang terbaik untuk memantau kondisi saringan pada saluran masuk. Penurunan tekanan yang melintas saringan baru pada saluran masuk tidak boleh lebih dari 3 pound per inci kuadrat (psi). 2.6.4 Ketinggian Ketinggian memiliki dampak langsung terhadap efisiensi volumetrik kompresor. Pengaruh ketinggian pada efisiensi volumetrik diberikan dalam Tabel 6. Jadi jelas bahwa kompresor yang terletak pada tempat yang lebih tinggi akan mengkonsumsi daya yang lebih besar untuk mencapai tekanan tertentu dibandingkan yang berada pada permukaan laut, dimana rasio kompresinya lebih tinggi. 2.7 INTER DAN AFTER-COOLERS Hampir

kebanyakan

antara/intercoolers,

kompresor

multi

tahap

menggunakan

pendingin

yang merupakan alat penukar panas yang membuang panas

kompresi diantara tahap-tahap kompresi. Pendinginan efisiensi mesin keseluruhan.

antara ini mempengaruhi

MODUL V

V - 12

2.8 PENGATURAN TEKANAN Untuk kapasitas yang sama, sebuah kompresor memakai lebih banyak daya pada tekanan yang lebih tinggi. Kompresor tidak boleh beroperasi di atas tekanan operasi optimumnya sebab bukan hanya akan memboroskan energi, tetapi juga akan mengakibatkan pemakaian y ang berlebihan, juga mengakibatkan pemborosan energi. Efisiensi volumetrik kompresor juga menjadi lebih kecil pada tekanan pengiriman yang lebih tinggi. 2.8.1 Menurunkan tekanan pengiriman Jika satu titik pengguna atau kelompok kecil pengguna memerlukan tekanan yang lebih besar daripada plant lainnya, perlu dipertimbangkan untuk mengoperasikan sistem tersendiri atau menambahkan paket penguat/booster

pada titik pengguna,

sehingga dapat menjaga sistem yang lebih besar beroperasi pada tekanan yang lebih rendah. Pengoperasian sebuah kompresor pada tekanan 120 PSIG dibandingkan 100 PSIG misalnya, memerlukan energi 10 persen lebih besar dan juga meningkatkan laju kebocoran. Setiap upaya harus di lakukan untuk menurunkan tekanan sistem dan kompresor ke tingkat yang serendah mungkin. 2.8.2 Pengaturan kompresor Dengan Penyetelan tekanan optimum Sangat sering dalam sebuah industri, kompresor yang berlainan jenis, kapasitas dan pembuatan dihubungkan ke jaringan distribusi yang umum. Dalam keadaan yang demikian, pemilihan kombinasi kompresor yang benar dan pengaturan optimal dari kompresor-kompresor yang berbeda dapat menghemat energi. Jika lebih dari satu kompresor digunakan untuk mengumpan sebuah header, maka 2.8.3 Memisahkan Permintaan Tekanan Rendah & Tinggi Jika kebutuhan udara dengan tekanan rendah cukup banyak, disarankan untuk membangkitkan

udara

bertekanan

rendah

dan

tinggi

secara

terpisah

dan

mengumpankannya ke bagian masing-masing daripada menurunkan tekanan melalui kran penurun tekanan, yang dapat memboroskan energi. 2.8.4 Rancangan untuk Penurunan Tekanan yang Minimum pada Jalur Distribusi Penurunan tekanan/ pressure drop merupakan sebuah istilah yang digunakan untuk penurunan tekanan udara dari keluaran kompresor aktual ke titik pengguna. Penurunan tekanan terjadi

jika udara mengalir

melalui sistem pengelolaan dan

distribusi. Sistem yang dirancang dengan benar harus memiliki penurunan tekanan

MODUL V

V - 13

kurang dari 10 persen dari tekanan pengeluaran kompresor, diukur dari keluaran tangki penerima ke titik penggunaan. Makin panjang dan makin kecil diameter pipa maka akan semakin besar kehilangan karena gesekannya. Untuk mengurangi penurunan tekanan secara efektif, dapat digunakan sebuah sistem loop dengan aliran dua arah. Penurunan tekanan yang diakibatkan oleh korosi dan komponen -komponen sistem itu sendiri merupakan isu- isu penting. 2.9 MEMINIMALKAN KEBOCORAN Sebagaimana telah dijelaskan sebelumnya, kebocoran udara tekan bertanggung jawab terhadap pemborosan daya yang sangat mendasar. Dikarenakan kebocoran udara hampir sangat tidak mungkin untuk terlihat, suatu metode harus digunakan untuk menentukan lokasi kebocoran tersebut. Cara terbaik untuk mendeteksi kebocoran adalah dengan menggunakan pendeteksi akustik ultrasonik (lihat gambar 9), yang dapat mengenali suara desisan berfrekuensi tinggi karena adanya kebocoran udara. 2.10. PENGAMBILAN KONDENSAT Setelah udara tekan meninggalkan ruang kompresi, after-cooler kompresor menurunkan suhu udara keluar di bawah titik embunnya (untuk hampir seluruh kondisi ambien) dan oleh karena itu sejumlah besar uap terembunkan. Untuk menghilangkan kondensasi ini, hampir seluruh kompresor yang sudah menggunakan after-coolers, dipasang pemisah-trap kondensat. 2.11 PENGGUNAAN UDARA TEKAN YANG TERKENDALI Sistem udara tekan yang sudah tersedia di pabrik dapat menggoda engineer pabrik untuk memanfaatkan udara tekan yang sudah ada untuk digunakan pada alatalat

bertekanan rendah seperti pengadukan, pneumatic conveying atau udara

pembakaran. Padahal penggunaan sebuah blower untuk operasi tekanan lebih rendah akan membutuhkan biaya dan energi yang

jauh lebih kecil dibandingkan untuk

pembangkitan udara tekan. 2.12 PENGENDALIAN KOMPRESOR Kompresor udara menjadi tidak efisien bila alat tersebut dioperasikan di bawah kapasitasnya. Untuk menghindari kompresor tetap menyala ketika tidak diperlukan, dipasang sebuah

alat kontrol otomatis

yang dapat mematikan dan menyalakan

MODUL V

V - 14

kompresor sesuai kebutuhan. Hal lainnya, jika tekanan sistem udara tekan dijaga serendah mungkin maka efisiensi akan meningkat dan kebocoran udara berkurang. 2.13 PERAWATAN Praktek perawatan yang baik dan benar akan secara dramatis meningkatkan efisiensi kinerja sistem kompresor. Berikut adalah beberapa tip untuk operasi dan perawatan yang efisien bagi sistem udara tekan di industri: •

Pelumasan: Tekanan minyak pelumas kompresor harus secara visual diperiksa setiap hari, dan saringan minyak pelumasnya diganti setiap bulan.

•

Saringan Udara: Saringan udara masuk sangat mudah tersumbat, terutama pada lingkungan yang berdebu. Saringan harus diperiksa dan diganti secara teratur.

•

Traps

Kondensat:

Banyak

sistem

memiliki

traps

kondensat

untuk

mengumpulkan dan (untuk traps yang dipasang dengan sebuah kran apung) menguras kondensat dari sistem. Traps manual harus secara berkala dibuka dan ditutup kembali untuk menguras fluida yang terakumulasi, traps otomatis harus diperiksa untuk memastikan bahwa tidak ada kebocoran udara tekan. •

Pengering Udara:

Udara kering merupakan energi yang intensif. Untuk

pengering yang didinginkan, periksa dan ganti saringan awal secara teratur karena pengering tersebut seringkali memiliki lintasan kecil di bagian dalamnya yang dapat tersumbat oleh bahan pencemar. Pengering regeneratif memerlukan sebuah penyaring penghilang minyak pada saluran masuknya, karena mereka tidak dapat berfungsi dengan baik jika minyak pelumas dari kompresor membalut bahan penyerap airnya. Suhu pengeringan yang baik harus dijaga di bawah 100° F untuk menghindari peningkatan pemakaian bahan penyerap airnya,

yang harus diganti

kejenuhan.

lagi setiap 3–4 bulan tergantung pada laju

MODUL V

V - 15

BAB III PENUTUP 3.1 RANGKUMAN a) Sistem udara tekan terdiri dari dua bagian yakni bagian pemasokan dan bagian permintaan. Bagian pemasokan meliputi kompresor dan perlakuan udara, sedangkan bagian permintaan meliputi sistem distribusi, penyimpanan dan peralatan pemakai akhir. b) Prinsip kerjanya seperti pompa sepeda dengan karakteristik dimana aliran keluar tetap hampir konstan pada kisaran tekanan pengeluaran tertentu. c) Pada kompresor jenis rotary, kberoperasi pada kecepatan tinggi dan umumnya menghasilkan hasil keluaran

yang lebih tinggi dibandingkan kompresor

reciprocating. d) Dalam pengukuran volumetrik,

kompresor yang biasa digunakan adalah:

efisiensi adiabatik, efisiensi isotermal,

efisiensi

dan efisiensi mekanik.

Efisiensi adiabatik dan isotermal dihitung sebagai daya isotermal atau adiabatik dibagi oleh konsumsi

daya aktual . Gambar yang diperoleh menunjukkan

efisiensi keseluruhan kompresor dan motor penggerak. e) Kebocoran dapat berasal dari berbagai bagian dari sistem, tetapi area permasalahan yang paling umum adalah pada; kopling, pipa, tabung, dan sambungan, pengatur tekanan, traps kondensat terbuka dan kran untuk mematikan serta pada Sambungan pipa, pemutus, dan sil karet.



a) Kegiatan Dosen -

Mempersiapkan materi dan rencana pembelajaran yang akan diberikan kepada mahasiswa pada setiap minggunya.

-

Menyampaikan rumusan kemampuan akhir yang diharapkan pada setiap pertemuan.

-

Melakukan umpan balik kepada mahasiswa mengenai materi pada pembelajaran minggu kedua.

-

Menjelaskan materi pembelajaran pada pertemuan/minggu ketiga.

MODUL V

-

V - 16

Memberi kesempatan kepada mahasiswa untuk menanggapi/menanyakan bagian materi pembelajaran yang kurang jelas pada pertemuan sebelumnya.

-



Topik Bahasan Sepuluh Pengertian kompresor dan berbagai jenis kompresor, penilaian Kinerja dan kehilangan tekanan distribusi pada sistem udara tekan Sebelas Peluang efisiensi energi, inter dan after cooler, pengaturan tekanan. Keduabelas Penggunaan udara tekan yang terkendali. dan perawatan. keempatbelas Penggunaan kompresor di kapal Kelimabelas Efisiensi dan perawatan kompresor Keenambelas Ujian kompetensi mata kuliah


Dosen Syerly klara ST. MT

Kuliah Interaktif

Syerly klara ST. MT

Kuliah Interaktif

Syerly klara ST. MT

Small group discussion Small group discussion

Syerly klara ST. MT

Ujian/Tes tertulis

Syerly klara ST. MT

Syerly klara ST. MT

c) Strategi Pembelajaran Strategi

pembelajaran

dengan

menggunakan

metode

kuliah

interaktif

dikombinasikan dengan small group discussion. d) Daftar Nama Nara Sumber No

1 2

Nama Dosen / Asisten Baharuddin ST. MT Ir. Syerly Klara. MT

Kepakaran

Telepon

HP

Tutor Tutor

490310 554 611

6125395 081355823265

MODUL V

3.2.2

V - 17



Mahasiswa mengikuti penjelasan kuliah dari dosen.

-

Masing-masing mahasiswa mencatat/mencermati uraian pembelajaran

-



Topik Bahasan Sepuluh Pengertian kompresor dan berbagai jenis kompresor, penilaian Kinerja dan kehilangan tekanan distribusi pada sistem udara tekan Sebelas Peluang efisiensi energi, inter dan after cooler, pengaturan tekanan. Keduabelas Penggunaan udara tekan yang terkendali. dan perawatan. keempatbelas Penggunaan kompresor di kapal Kelimabelas Efisiensi dan perawatan kompresor Keenambelas Ujian kompetensi mata kuliah


Dosen Syerly klara ST. MT

Kuliah Interaktif

Syerly klara ST. MT

Kuliah Interaktif

Syerly klara ST. MT

Small group discussion Small group discussion

Syerly klara ST. MT

Ujian/Tes tertulis

Syerly klara ST. MT

Syerly klara ST. MT

c) Lembar Kerja Mahasiswa 1. Jelaskan berbagai fungsi kompresor yang sering anda temui dalam seharihari, dan mengapa digunakan? 2. Jelaskan jenis-jenis kompresor dan prinsip kerja masing-masing jenis tersebut. 3. sebutkan dan jelaskan penggunaan kompresor di kapal dan untuk keperluan apa?

MODUL V

3.2.3

V - 18

Modul Assessment SCL Form Penilaian Pertemuan/Minggu kesebelas dan keduabelas Pertanyaan Nama No NIM 1 2 3 Mahasiswa (25%) (25%) (50%) 1 2 3 4 Pembagian Kelompok Grup Diskusi Untuk Diskusi Minggu Kesembilan dan Kesepuluh Nama Kelompok No NIM Mahasiswa A B C 1 2 3 4

D

Stambuk

D33106001 D33106002 D33106003 D33106004

No.

1 2 3 4

Nama Mahasiswa

Inisiatif



Kerjsama kelompok

Kepemimpinan

Penguasaan Materi


Form Penilaian Kinerja Mahasiswa (Small Group Discussion) Minggu kesembilan dan kesepuluh

V - 19

Kerjsama tim

MODUL V


MODUL V

V - 20

DAFTAR PUSTAKA 1. 2. 3. 4. 5.

Dietzel, F. Sriyono D, “Turbin Pompa dan Kompresor”, Erlangga, Jakarta. Govinda Rao, “Fluid Flow Machine” Wiranto Aismunandar, “Pompa dan Kompresor” Vasandani, “Hydraulics Machines: Theory & Design” Cahyo Hardo Priyoasmoro, “Cara Mengkaji Piping dan Instrument Diagram”, UNEP 2006 6. Larry Bachus and Angel Custidio, “Know and Understand Centrifugal Pump”, Elsevier. 7. Vals L. Lubanov, “Centrifugal Pump and Application”, Butterworth. 8. Karasik, I.J., “Centrigugal Pumps, Selection, Maintenance and Application”, New York: Mc.Graw-Hil 9. Church A., “Centrifugal and Axial Flow Pumps”, New York: Mc.Graw-Hill. 10. Steffanof., “Centrifugal and Axial Flow Pumps”. New York: Mc.Graw-Hill.

ix

LAMPIRAN RANCANGAN PEMBELAJARAN BERBASIS SCL

KOMPETENSI PENDUKUNG

KOMPETENSI UTAMA

KELOMPOK KOMPETENSI RUMUSAN KOMPETENSI

1 Menghasilkan tenaga profesional yang mampu merancang sistem penggerak kapal dan mampu mengkomunikasikannya dalam proses produksi dan penginstalasian alat-alat penggerak, dan alat-alat bantu secara efektif dan efisien 2 Menghasilkan tenaga profesional yang mampu dan terampil dalam merekayasa dan merancang sistem-sistem instalasi perpipaan di kapal dan bangunan kelautan lainnya yang ramah lingkungan 3 Menghasilkan tenaga profesional yang mampu mengidentifikasi dan menangani sistem pemeliharaan dan perawatan komponen permesinan kapal, sistem instalasi perpipaan, dan sistem perlengkapan kapal serta bangunan kelautan lainnya 4 Menghasilkan tenaga yang mampu dalam merancang kapal dan bangunan kelautan lainnya 5 Menghasilkan tenaga yang berkemampuan merekayasa serta merancang sistem permesinan, kelistrikan dan perpipaan dalam pekerjaan teknik yang relevan 6 Mampu menggunakan aplikasi komputer untuk disain dalam bidang teknik sistem perkapalan maupun pekerjaan teknik yang relevan 7 Menjunjung tinggi norma, tata-nilai, moral, agama, etika & tanggung jawab profesional serta mampu berkomunikasi secara efektif dengan orang lain dalam bidang pekerjaan teknik sistem perkapalan dan bangunan kelautan maupun dengan lingkungan masyarakat sekitarnya

NO

√

√

√

√

√

√

√

√

√

√

√

√

√

√

√

√

√

√

√

√

√

√

√

ELEMEN KOMPETENSI b c d e

√

√

a

1. KOMPETENSI LULUSAN PROGRAM STUDI : TEKNIK SISTEM PERMESINAN KAPAL

RUMUSAN KOMPETENSI

8 Menghasilkan tenaga profesional yang mampu dan terampil menangani aplikasi statistik dalam pemecahan masalah analisis data dari suatu penelitian/ pengamatan terhadap pemahaman hasil suatu pengukuran, mampu meningkatkan makna data tersebut dan melalui beberapa rancangan eksperimen jawaban atas pemecahan penelitian yang dilakukan 9 Menghasilkan tenaga profesional yang mampu menangani rekayasa nilai suatu fungsi hasil produk/jasa dan meningkatkannya semaksimal mungkin atas dasar efektifitas fungsi

NO

√

a

√

√

√

√

√

ELEMEN KOMPETENSI b c d e

ELEMEN KOMPETENSI : a. Landasan kepribadian; b. Penguasaan ilmu dan keterampilan; c. Kemampuan berkarya; d. Sikap dan prilaku dalam berkarya menurut tingkat keahlian berdsarkan ilmu dan keterampilan yang dikuasai; e. Pemahaman kaidah berkehidupan bermasyarakat sesuai dengan pilihan keahlian dalam berkarya

KOMPETENSI LAINNYA

KELOMPOK KOMPETENSI

Memahami teori dasar mesin fluida dan dapat

2

1

1

KEMAMPUAN AKHIR YANG DIHARAPKAN

MINGGU KE

Kontrak Kuliah Pengantar mesin fluida (Modul I) Prinsip Dasar Mesin Fluida Pemilihan Mesin Fluida

3

MATERI PEMBELAJARAN

Kuliah

4

BENTUK PEMBELAJARAN

5

KRITERIA PENILAIAN

BOBOT NILAI (%) 6

KOMPETENSI YANG DIHARAPKAN 1. Mahasiswa mampu dan terampil dalam merekayasa dan merancang sistem-sistem instalasi perpipaan dan komponen pendukungnya baik di kapal maupun bangunan kelautan lainnya yang ramah lingkungan. (kompetensi utama kedua dari Prodi) 2. Mahasiswa mampu merekayasa serta merancang sistem permesinan, kelistrikan dan perpipaan dalam pekerjaan teknik yang relevan. (kompetensi pendukung kedua dari Prodi)

PRASYARAT : Mahasiswa telah mempelajari sifat-sifat aliran fluida.

MATA KULIAH : MESIN FLUIDA SKS : 3 SEMESTER : III DESKRIPSI SINGKAT : Mata kuliah ini membahas berbagai jenis dan sistem mesin-mesin fluida seperti pompa, fan, blower, kompressor,

2. RENCANA PEMBELAJARAN MATA KULIAH

Memahami prinsif dasar pemompaan dan sistem pemompaan, jenis-jenis dan klasifikasi pompa, serta mampu merencanaan ukuran-ukuran utama dari berbagai jenis-jenis pompa dan sistem pemompaan.


2-6

7-10

Karakteristik Sistem Pemompaan (Modul II) - Tahanan Sistem - Kurva Kinerja - Titik Operasi Pompa - Kinerja Hisapan Pompa Prinsip Pompa dan Sistem Pemompaan (Modul III) - Pengertian Pompa - Jenis-Jenis Pompa - Prinsip Kerja pompa - Tekanan Atmosfir (ATM) - Tekanan Absolut (Psia) - Head Pompa - NPSH - Kavitasi - Hukum Persamaan Aliran - Efisiensi Pompa - Jenis-Jenis Pompa - Kurva Kinerja Pompa - Kurva Kinerja Sistem - Pompa dan Motor Aligment Fan dan Blower (Modul IV) - Pendahuluan - Jenis-Jenis Fan dan Blower - Prinsif Kerja Fan dan Blower Kuliah Small Group

Kuliah



Kuliah

Kuliah

- ketepatan waktu penyelesaian - ketepatan dalam Pemelilihan metode penyelesaian project based - kerjasama tim - originalitas ide Pemecahan

- penguasaan materi - kepemimpinan - kerjasama kelompok - keaktifan - Inisiatif

20%

20%

11-16

Memahami teori dasar dan pengoperasian kompresor serta mampu merancang berbagai jenis kompresor.

- Karakteristik Sistem - Karakteristik Fan - Karakteristik Sistem dan Fan - Hukum Fan - Kinerja/Efisiensi Fan dan Blower - Metode Pengkajian Fan dan Blower - Peluang Efisiensi Energi Kompressor dan Sistem Udara Tekan (Modul V) - Pendahuluan - Kompon. Utama Sistem Udara Tekan - Jenis-Jenis Compressor Kompressor Positive Displacement Kompressor Dinamis - Pengkajian Kompressor dan Sistem Udara Tekan Kapasitas Kompressor Efisiensi Kompressor Kehilangan Tekanan Distribusi Kebocoran dan Akibatnya Penentuan Jumlah Kebocoran - Peluang Efisiensi Energi Lokasi Kompressor Suhu Udara pada Aliran Masuk Penurunan Tekanan Saringan Inter dan After Intercooler Pengaturan Tekanan Meminimalkan Kebocoran - Penggunaan Udara Tekan Terkendali Small Group Discussion

Kuliah Kuliah Kuliah Small Group Discussion

Small Group Discussion

Discussion

- ketepatan waktu penyelesaian - ketepatan dalam Pemelilihan metode penyelesaian project based - kerjasama tim - originalitas ide Pemecahan



20%

20%

20%

Stambuk

D33106001 D33106002 D33106003 D33106004 D33106005 D33106006 D33106007

No.

1 2 3 4 5 6 7

Nama Mahasiswa

Keaktifan

Kerjsama kelompok

Kepemimpinan Small Group Discussion (20%)


Project Base Learning (20%)

Kerjsama tim

Inisiatif

Penguasaan Materi

Memahami prinsif dasar pemompaan dan sistem pemompaan, jenis-jenis dan klasifikasi pompa, serta mampu merencanaan ukuran-ukuran utama dari berbagai jenis-jenis pompa dan sistem pemompaan

3. TABEL RENCANA PENILAIAN KINERJA MAHASISWA


1 2 3 4 5 6 7

No.

D33106001 D33106002 D33106003 D33106004 D33106005 D33106006 D33106007

Stambuk

Nama Mahasiswa Penguasaan Materi Kepemimpinan

Kerjsama kelompok

Keaktifan

Inisiatif

Mampu merencanakan sistem yang melibatkan fan dan blower.

4. TABEL RENCANA PENILAIAN KINERJA MAHASISWA (sambungan)

Stambuk

D33106001 D33106002 D33106003 D33106004 D33106005 D33106006 D33106007

No.

1 2 3 4 5 6 7

Nama Mahasiswa


Inisiatif


Kerjsama tim

Kerjsama kelompok

Kepemimpinan

Penguasaan Materi

Memahami teori dasar dan pengoperasian kompresor serta mampu merancang berbagai jenis kompresor.

5. TABEL RENCANA PENILAIAN KINERJA MAHASISWA (sambungan)


1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

No.

D33106020 D33106021 D33106022 D33106023 D33106024 D33106025 D33106026 D33106027 D33106028 D33106029 D33106030

Stambuk

Nama Mahasiswa

Kompetensi 1 : Mahasiswa mampu dan terampil dalam merekayasa dan merancang sistem-sistem instalasi perpipaan dan komponen pendukungnya baik di kapal maupun bangunan kelautan lainnya yang ramah lingkungan.

Kompetensi 2 : Mahasiswa mampu merekayasa serta merancang sistem permesinan, kelistrikan dan perpipaan dalam pekerjaan teknik yang relevan.

6. LEMBARAN PENILAIAN INDIKATOR PENCAPAIAN KOMPETENSI

Mesin Fluida

Recommend Documents